空间柔性机械臂

第 3 9卷第 5期 2 0 1 3年 1 0月

空间控制技术与应用Ae r o s p a c e Co nt r o l a n d App l i c a t i o n 1 3

一

种柔性空间机械臂的刚体运动和柔性振动复合控制方法术葛东明，史纪鑫，邹元杰(北京空间飞行器总体设计部，北京 1 0 0 0 9 4 )

摘要：针对柔性空间机械臂的刚体运动控制和柔性体振动抑制问题，给出了一种反馈和前馈复合控制方法.对于一个柔性双连杆机械臂，首先设计反馈线性化控制器，消除非线性影响，实现大范围的刚体运动控制 .其次基于闭环回路响应的振动特性，设计输入成型前馈控制器，预成型控制命令，抑制对结构振动影响显著的某些模态响应 .最后仿真结果证实了给出的反馈线性化和输入成型

复合控制方法，可以实现精确的位置控制，同时机械臂的残余振动得到了有效的抑制. 关键词：机械臂；柔性；复合控制；振动抑制；输入成型中图分类号： V 4 1 4 文献标识码： A 文章编号：1 6 7 4— 1 5 7 9 ( 2 0 1 3 ) 0 5— 0 0 1 3— 0 6DoI:1 0 . 3 9 6 9/ i . i s s n . 1 6 7 4一 l 5 7 9 . 2

南京工业大学学士学位论文

三关节机械臂及其控制系统设计

摘 要

随着科技的不断进步，机械臂特别是仿人型机械臂的发展非常迅速。其在人们的日常生活，生产中开始扮演着不可或缺的角色。本文呈现的是一种仿人型机械臂，其主要特点在与多样化，简单化，直觉化的人机交互方式。将以往复杂的主从式操作，诸如摇杆控制等，转化为简单的触摸屏操作，同时辅佐以双目机器视觉，还可以实现通过人的手势来控制机械臂动作，实现了直觉化的控制。

为了能高效稳定地控制机械臂，本设计使用了双控制系统协同作业：下位控制系统使用嵌入式系统—ARM 微处理器（S3C2440 芯片）—实现机械臂的基本动作的控制封装，包括定位算法以及运动控制等；上位控制系统是在PC 上实现的，控制软件使用VC++ 6.0 编写，主要实现机器视觉的相关运算，并将运算结果通过串口通信，传递给下位系统—ARM 微处理器，并最终转换成机械臂的动作。

整个设计过程包含了底层的驱动硬件设计：舵机的选型与控制；机械结构设计：结构设计，负载校核；控制系统电路设计；上位，下位软件的编写：舵机的控制方式—PWM 脉宽调制，点定位算法，轨迹控制算法，机器视觉算法；还编写了3 维软件进行仿真：三维的投影算法，及贴面，光照，面的排序算法

机械臂 轨迹跟踪控制

2 0 1 1年1月

控制工程Co n t r o l En g i n e e r i n g o f Ch i n a

J a n .2 0 1 1Vo 1 . 1 8, No . 1

第l 8卷第1期

文章编号： 1 6 7 1— 7 8 4 8 ( 2 0 1 1 ) O 1 01 - 1 6 - 0 7

机械臂轨迹跟踪控制研究进展史先鹏， _,刘士荣( 1 .华东理工大学自动化研究所，上海 2 0 0 2 3 7;2 .杭州电子科技大学自动化学院，浙江杭州 3 1 0 0 1 8 )

摘

要：综述了近年来刚性机械臂轨迹跟踪控制研究领域的最新进展。根据应用于机械

臂的不同控制算法进行分类，从自适应 P I D控制、神经网络自适应控制、模糊自适应控制、滑

模变结构控制和鲁棒自适应控制 5种主要控制方法进行阐述。重点从关节空间出发，论述了各种控制算法在提高机械臂轨迹跟踪性能方面的各自优缺点，并分析了它们之间的相互联系。 对机械臂轨迹跟踪问题的研究方向进行了展望。 关键词：刚性机械臂；关节空间；轨迹跟踪文献标识码：A 中图分类号：T P 2 7

A S u r v e y o f T r a j e c t o

毕业论文

学 生 姓 名： 学 号：

所 在 学 院：

专 业：

设计(论文)题目：

指 导 教 师：

南京工业大学本科生毕业设计

单臂回转式机械手机械系统的设计

摘 要

在工业生产中间，机械手可以代替人的繁重劳动，从而实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作，这样子能够保护人身安全，很大程度提高劳动效率和改善工人工作环境，在很多方面都体现出其不可替代的优势，因而在工业生产中应用广泛。本次所设计的机械手，为单臂回转式机械手，对机械手的要求是搬运一个一千克的铁块，从一个平台到另一个平台，旋转过的角度为90度。从上面的这些条件可以看出，对于机械手结构的选取就比较的多样化。我们可以选择圆柱坐标型的，也可以选择较为复杂的球坐标型和关节型。根据对机械手的运动部分结构的设计及选型，以及选定的夹持的方式，我们定出了机械手的总体结构,其中包括两个相互平行的液压缸和一个旋转的气压缸、电磁铁吸附装置、支座和底座。两个液压缸用于升降运动，气压缸用于回转运动，夹持器主要部分为一个吸附式电磁铁。此次设计中机械手动作固定，结构简单，可靠性较高，易于拆装，可用于机械设计和液压相关课程实验教学中的演示和拆装练习。

关键词：机械手 圆柱坐标型 液压缸 气压缸 吸附式

毕业论文

学 生 姓 名： 学 号：

所 在 学 院：

专 业：

设计(论文)题目：

指 导 教 师：

南京工业大学本科生毕业设计

单臂回转式机械手机械系统的设计

摘 要

在工业生产中间，机械手可以代替人的繁重劳动，从而实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作，这样子能够保护人身安全，很大程度提高劳动效率和改善工人工作环境，在很多方面都体现出其不可替代的优势，因而在工业生产中应用广泛。本次所设计的机械手，为单臂回转式机械手，对机械手的要求是搬运一个一千克的铁块，从一个平台到另一个平台，旋转过的角度为90度。从上面的这些条件可以看出，对于机械手结构的选取就比较的多样化。我们可以选择圆柱坐标型的，也可以选择较为复杂的球坐标型和关节型。根据对机械手的运动部分结构的设计及选型，以及选定的夹持的方式，我们定出了机械手的总体结构,其中包括两个相互平行的液压缸和一个旋转的气压缸、电磁铁吸附装置、支座和底座。两个液压缸用于升降运动，气压缸用于回转运动，夹持器主要部分为一个吸附式电磁铁。此次设计中机械手动作固定，结构简单，可靠性较高，易于拆装，可用于机械设计和液压相关课程实验教学中的演示和拆装练习。

关键词：机械手 圆柱坐标型 液压缸 气压缸 吸附式

目 录

1 绪论 ························································································································ 1 1.1 前言 ······················································································································· 1 1.2 课题的来源与背景 ······························································································ 1 1.3 研究的目的和意义 ······························································································ 2 1.4 林业集材机的概述 ·····················

毕业设计（论文）

仿人柔性机械手设计

摘 要

灵巧机械手是近年来机器人领域讨论的热门话题，世界上很多国家的研究机构都开展了关于机械手的研究。本文重点讨论了机械手的运动系统，包括机构，传动和驱动，本课题主要研究内容如下：

第一章 概述。主要介绍课题来源、国内外现状以及本文所要作的工作。

第二章 灵巧机械手总体方案设计。先后介绍了灵巧机械手总体方案的初步设计，灵巧机械手的设计步骤、主要参数的计算、关键的结构设计，机械传动系统和电气驱动设计。

第三章 对方案二的改进设计综述。论述了方案二的结构与传动设计。

第四章 关键结构（零部件）的分析和设计。为了提高机械手的运动速度和控制精度，要求机械手的传动机构具有结构紧凑、体积小、重量轻、无间隙和响应快的特点。

第五章 总结和提高。本章是对全文的总结，在总结的基础上进一步的指出了本课题研究存在的问题，及灵巧机械手研究发展方向等。

关键词：仿人柔性机械手 工作原理 机构设计 自由度

I

毕业设计（论文）

Design of Humanoid Flexible Manipulator

Abstract

The flexible manipulator is the hot issue that the

目 录

1 绪论 ························································································································ 1 1.1 前言 ······················································································································· 1 1.2 课题的来源与背景 ······························································································ 1 1.3 研究的目的和意义 ······························································································ 2 1.4 林业集材机的概述 ·····················

气动机械手回转臂结构设计

第一章 概述

1.1 气动机械手概述

气动机械手由操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作，自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，从某种意义上说它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设各，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备.机械手是模仿着人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手被称为“工业机械手”。生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率:可以减

企业管理中柔性管理的运用

李宜航

【摘要】柔性管理可以全面提高企业的生产效率和管理效率，本文通过对企业柔

性管理相关理论介绍，运用层次分析法对企业管理柔性做出评价，最后阐述柔性管理在企业管理中的作用及确保有效运用的途径。

【关键词】柔性管理；企业管理；分析；作用；途径

柔性管理源于日本丰田公司20世纪70年代提出的“柔性制造系统”，之后，随着社会经济的发展和企业内外部经营环境的变化，逐步被引用到工业生产和管理中，成为现代企业发展的新趋势。目前，学术界对于柔性管理的认识虽然分歧较大，但都是围绕着适应市场变化和员工满意两个方面展开的。笔者认为，比较中肯的柔性管理的定义应为：“柔性管理是企业为更有效地实现企业目标，在动态的环境下，在研究人们心理和行为规律的基础上，建立高柔性扁平化的学习型组织，主动适应变化、利用变化和制造变化以提高自身竞争能力，从而把组织意志变为人们自觉行动的管理。”

一、柔性管理理论发展及其本质、特征

(一)柔性管理理论的发展

第一阶段：20 世纪初的“科学管理”阶段

泰勒的管理学名著《科学管理原理》在20 世纪初出版，称作为刚性管理理论的标志。泰勒首次提出人是“经纪人”的观念，促成经验管理走向科学管理，是管理学的一次革命性的飞跃。