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高速并联机器人关键技术
本项目在国家“863”计划、国家自然科学基金等资助下,攻克了高速并联机器人机构创新、设计控制、装备技术等难题,形成了自主研发体系,在国内率先实现了技术辐射与工程应用,成果在天津力神、石家庄四药、杭州娃哈哈、云南安化等国内多家企业自动化生产线上得到规模应用,为企业新增销售额4.97亿元,新增利润1.36亿元,经济效益显著。
天津大学 2023-05-12
三自由度绳驱并联机构
已有样品/n与普通并联机构相比较,绳驱并联机构具有负载能力强、动态性能较好、可达工作空间大等特点,在大范围实时拍摄、大型射电望远镜等领域已得到良好应用。针对舞台飞行表演设计了5米规模三自由度四绳驱并联机构,对末端执行器的启停运动进行了一种点到点的轨迹规划方式,能够保证位置,速度,加速度曲线的连续。并建立了动力学模型,给出了绳索拉力的求解和优化思路。给出了力封闭,力可行和力安全三种静力平衡的条件及其判定方法,基于降维理论求解出了三种静力平衡的一阶判定方法,提出了一种力安全工作空间的数值求解方法。结合上述理论分析和控制要求,选择了位置控制方式,加入了PID控制器和绳索刚度补偿加强控制精度。基于Simulink开发环境编写了运动控制程序,基于LabVIEW发环境编写了人机交互界面,完成了对三自由度绳驱并联机构控制系统软件的开发。支持额度:。200。万元。承接单位:。湖北省。项目进展:。与普通并联机构相比较,绳驱并联机构具有负载能力强、动态性能较好、可达工作空间大等特点,在大范围实时拍摄、大型射电望远镜等领域已得到良好应用。针对舞台飞行表演设计了5米规模三自由度四绳驱并联机构,对末端执行器的启停运动进行了一种点到点的轨迹规划方式,能够保证位置,速度,加速度曲线的连续。并建立了动力学模型,给出了绳索拉力的求解和优化思路。给出了力封闭,力可行和力安全三种静力平衡的条件及其判定方法,基于降维理论求解出了三种静力平衡的一阶判定方法,提出了一种力安全工作空间的数值求解方法。结合上述理论分析和控制要求,选择了位置控制方式,加入了PID控制器和绳索刚度补偿加强控制精度。基于Simulink开发环境编写了运动控制程序,基于LabVIEW发环境编写了人机交互界面,完成了对三自由度绳驱并联机构控制系统软件的开发。。项目基本内容:。与普通并联机构相比较,绳驱并联机构具有负载能力强、动态性能较好、可达工作空间大等特点,在大范围实时拍摄、大型射电望远镜等领域已得到良好应用。针对舞台飞行表演设计了5米规模三自由度四绳驱并联机构,对末端执行器的启停运动进行了一种点到点的轨迹规划方式,能够保证位置,速度,加速度曲线的连续。并建立了动力学模型,给出了绳索拉力的求解和优化思路。给出了力封闭,力可行和力安全三种静力平衡的条件及其判定方法,基于降维理论求解出了三种静力平衡的一阶判定方法,提出了一种力安全工作空间的数值求解方法。结合上述理论分析和控制要求,选择了位置控制方式,加入了PID控制器和绳索刚度补偿加强控制精度。基于Simulink开发环境编写了运动控制程序,基于LabVIEW发环境编写了人机交互界面,完成了对三自由度绳驱并联机构控制系统软件的开发。市场预期:销售成本:500000元/台 销售价格:2000000元/台
武汉工程大学 2021-04-11
高速多并联机器人协同作业系统
随着现代生产生活方式的快速发展,在电子、食品、医药、日化和新能源等行业中,对体积小、重量轻的产品进行封装、包装及分拣等高速无污染作业的需求日渐旺盛。由于具有一定的通用性和适应性,工业机器人成为此类作业中保障质量、提高效率和降低成本的核心装备,尤其是高速并联机器人因速度和动态特性的优势而备受青睐。无需高精密减速器的结构特性,也决定了高速并联机器人在中国有极大的创新和发展空间,与此同时,多样化复杂生产工况也对机器人系统的本体设计、视觉感知、运动控制和多机协同等核心技术及其集成提出新的挑战。 本项目历时多年,攻克高速多并联机器人协同作业系统的多项关键技术,并成功研制了满足高效生产的国产化成套装备,达到国际先进水平。
清华大学 2021-02-01
高速多并联机器人协同作业系统
项目成果/简介:随着现代生产生活方式的快速发展,在电子、食品、医药、日化和新能源等行业中,对体积小、重量轻的产品进行封装、包装及分拣等高速无污染作业的需求日渐旺盛。由于具有一定的通用性和适应性,工业机器人成为此类作业中保障质量、提高效率和降低成本的核心装备,尤其是高速并联机器人因速度和动态特性的优势而备受青睐。无需高精密减速器的结构特性,也决定了高速并联机器人在中国有极大的创新和发展空间,与此同时,多样
清华大学 2021-01-12
轻量化高效索驱动并联机器人装备
1.痛点问题 在食品、医药、新能源、物流及3C等诸多行业,需要大量对产品进行高速拣选、理料和包装的机器人。高速机器人已成为分拣和包装领域中提高效率、降低成本和提升质量的核心装备。国际机器人巨头ABB和FANUC等引入并联构型,凭借基础零部件优势,开发的Delta高速并联机器人一直处于市场垄断地位。国产机器人的高性能伺服驱动和减速器等依赖进口,面临中低端锁定的困局。 面向轻量化和智能化的发展趋势、及日益复杂多样的生产需求,刚性机器人在性能方面存在效率低、成本高、功耗高等亟待突破的瓶颈。 2.解决方案 本项目引入高性能索驱动技术,建立了刚柔融合构型创新设计方法,发明了一类具有高效率、低成本、低功耗和高精度特性的高速索驱动并联机器人,实现了索驱动与刚性支链的并联融合;建立了运动学和动力学性能评价指标体系,形成了从构型设计到性能匹配的一体化优化设计理论和方法,保证了机器人本体的优异性能;突破了轨迹规划和精度保证等关键技术,研发了基于开放构架的高性能控制软硬件平台,形成系列化机器人装备。 基于本项目技术可以建立系列化索驱动并联机器人产品,突破刚性机器人面临的瓶颈问题,极大降低装备成本,推动国产机器人性能和市场占有率提升。 合作需求 1)市场对接:自动化系统集成公司、分拣码垛需求迫切的大型企业集团; 2)资本对接:具有高端装备和智能制造背景的投资机构,引导产业链整合; 3)技术合作:具备轻量化高速、超大空间重载、接触力控制等工况需求的企业,可与本团队合作攻关或共同申报、承接国家和省部级项目。
清华大学 2022-07-18
基于非均布并联机构的水果采摘装置
本发明公开了一种基于非均布并联机构的水果采摘装置。包括定平台、四台电机、四组控制臂、动平台、末端采摘机构和控制系统;定平台竖直放置,四台电机均经各自的控制臂与位于定平台前方的动平台相连接,动平台前部安装有用于采摘水果的末端采摘机构,四台电机和末端采摘机构均与控制系统连接。本发明可任意角度控制末端采摘机构对水果的位置定位,任意角度摘果,大大减小采摘机构的惯性和增加采摘机构的精确性;采摘时能减少水果损伤,具有灵活、精确、快速、低损伤的水果采摘优势。
浙江大学 2021-04-13
三轴串并联激光切割机床
本激光切割是激光加工行业中一项重要的应用技术,也是激光加工中应用最多的加工方 式。我国的数控激光切割机生产,经过近20年的发展已取得了很大成就。我国的激光切割机产 品与国外先进产品相比,还有较大差距,主要表现在切割机的运行速度低,动态精度差,配套 功能不够,切割工艺参数不完善和切割断面质量不易保证等。 为了使得新型切割机床的切割效率更高,切割质量进一步提升,本项目专门开发出了一款 更加高效的软件控制系统。通过该软件来控制嵌入式运动控制器,进而控制三个伺服电机的运 动。利用机构运动学原理,推导出两个并联结构的运动变换模型。采用VC++编程语言,结合 了开放式控制系统的多层次、模块化设计方法在Windows操作系统平台上编写了控制软件。 本项目在传统激光切割机床的基础上,提出了一种新型激光切割机床的结构串并联激光切 割机床,在激光切割的过程中,可以自动合理地选择串并联杆件进行控制执行机构,使得切割 效率更高,机床振动减小。 本项目为了保证控制系统的安全可行性,对多个方面进行了研究。首先对串并联结构的插 补算法进行研究,提高了运动部件运动的合理性以及切割速度;其次,对该串并联结构进行了 干涉检验和奇异性分析,验证了该机构的可行性;再次,对在切割过程中的共边图形以及边界 等问题进行了深入研究和规划,使得图形的加工次序更加合理;最后,本系统需要根据数控G 代码进行控制,将DXF文件中的加工图案转化为G代码具有非常重要的作用,所以对DXF转G 代码的规则进行了更加深入的分析,并完成软件操作功能。
华东理工大学 2021-04-11
基于视觉支持的并联机器人抓取系统研发
成果简介:自从柔性自动化生产线得到大规模应用,并联 机器人以其快速性、稳定性和准确性被广泛应用于分拣、包装、 抓取、装配等领域,具有刚度大、承载能力强、精度高、自重 负荷比小及动力性能稳定等一系列优点。 其主要功能包括:通过视觉传感器获取目标图像,经过特 征提取和匹配计算出末端执行器与目标物体之间的相对姿态, 辅助机器人对目标的快速准确抓放操作。将视觉识别技术应用 到
合肥工业大学 2021-04-14
八绳六自由度绳驱并联机器人
研发阶段/n该成果一方面可以弥补串联机器人的运动精度低、结构刚度低、承载能力小等缺点,另一方面可用于解决传统的由杆支撑并联机器人所存在的诸多缺陷问题,利用绳索代替刚性杆作为并联机器人的驱动元件,可以使驱动模块安装在机器人底座上,因而其结构简单,惯性小,质量轻,运动速度快,运动精度高;具有较高的负重比率;平动工作空间较大,可实现变构型且结构易于重新配置;制造维护费用较低。该成果的各项性能指标均优于目前市场上广泛应用的六自由度液压并联转台,其主要技术指标有工作空间为主体框架空间的45-55%,最大运动速度≥1.5m/s,最大载荷为2kg,平移运动误差≤,角度运动误差≤。该成果可用于空中摄像系统、大型射电望远镜、轮船制造、起重机器人、并联肢体康复机器人、海上精密仪器检测系统等领域。。支持额度:。300。万元。承接单位:。湖北省。项目进展:。该成果一方面可以弥补串联机器人的运动精度低、结构刚度低、承载能力小等缺点,另一方面可用于解决传统的由杆支撑并联机器人所存在的诸多缺陷问题,利用绳索代替刚性杆作为并联机器人的驱动元件,可以使驱动模块安装在机器人底座上,因而其结构简单,惯性小,质量轻,运动速度快,运动精度高;具有较高的负重比率;平动工作空间较大,可实现变构型且结构易于重新配置;制造维护费用较低。该成果的各项性能指标均优于目前市场上广泛应用的六自由度液压并联转台,其主要技术指标有工作空间为主体框架空间的45-55%,最大运动速度≥1.5m/s,最大载荷为2kg,平移运动误差≤,角度运动误差≤。该成果可用于空中摄像系统、大型射电望远镜、轮船制造、起重机器人、并联肢体康复机器人、海上精密仪器检测系统等领域。。项目基本内容:。该成果一方面可以弥补串联机器人的运动精度低、结构刚度低、承载能力小等缺点,另一方面可用于解决传统的由杆支撑并联机器人所存在的诸多缺陷问题,利用绳索代替刚性杆作为并联机器人的驱动元件,可以使驱动模块安装在机器人底座上,因而其结构简单,惯性小,质量轻,运动速度快,运动精度高;具有较高的负重比率;平动工作空间较大,可实现变构型且结构易于重新配置;制造维护费用较低。该成果的各项性能指标均优于目前市场上广泛应用的六自由度液压并联转台,其主要技术指标有工作空间为主体框架空间的45-55%,最大运动速度≥1.5m/s,最大载荷为2kg,平移运动误差≤,角度运动误差≤。该成果可用于空中摄像系统、大型射电望远镜、轮船制造、起重机器人、并联肢体康复机器人、海上精密仪器检测系统等领域。市场预期:八绳六自由度绳驱并联机器人:销售成本:50万元/台;销售价格:300万元/台;年产值:1500万元;年利润:1250万元。
武汉工程大学 2021-04-11
基于并联机器人的汽车道路模拟试验系统
控制精度高, 采用姿态与伸缩杆双闭环控制方法,进行高精度的位置/速度/加速度/力等的控制,可满足测试设备的试验数据高精度采集的要求。
扬州大学 2021-04-14
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