智能轮椅上的机械手运动学分析及轨迹规划

机械手运动控制系统设计

机械手运动控制系统设计 基于S7200PLC村机械于的运动进行一系列控制，这些运动包括手臂上下、左右直线运动，手腕旋转运动，手爪夹紧动作和机械手整体旋转运动等。所采用的动力机构是步进电机，能够做到精确控制。在多个行程开关传感器的保护下，保证了这些运动万无一失。 工业机械手（以下简称机械手）是近代自动控制领域中出现的一项新技术，并已成为现代制造生产系统中的一个重要组成部分，越来越多地被研究和应用。本设汁的控制系统采用小型可编程控制器S7200PLC，具有编程简单、修改容易、可靠性高等优点。 1机械手的选择根据古典力学的观点，物体在三维空间内的静止位置是由三个坐标或围绕三轴旋转的角度来决定的。因此，物体的位置和方向（即关节的角度）能从理论上求得。在实际生产生活中，机械手的自由度不是盲目模仿人手的动作来确定的，而是根据实际需要的动作，设计出最少自由度的机械手来满足作业要求。所以一般专用机械手（不包括握紧动作）通常只具有2～3个自由度。而通用机械手则一般取4～5个自由度。本设计采用的机械手共有5个自由度。 这五个自由度为机械手能够做出手臂伸缩、手臂上下摆动、手臂左右摆动、手腕回转、手指抓紧，该机械手示意图如图1所示。 工业机械手要求精度非常高，所以本设计采用的是步进电机，步进电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为步距角，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数宋控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。 不过步进电机需要在驱动器的作用下才能正常工作，所以还要选择驱动器，本设计选择的是价格便宜而又方便使用的中美合资SH系列步进电动机驱动器，主要由电源输入部分、信号输入部分、输出部分等，实物图和接线原理图分别如图2和图3所示。

机器人运动学(培训教材)

第2章机器人位置运动学 2.1 引言 本章将研究机器人正逆运动学。当已知所有的关节变量时，可用正运动学来确定机器人末端手的位姿。如果要使机器人末端手放在特定的点上并且具有特定的姿态，可用逆运动学来计算出每一关节变量的值。首先利用矩阵建立物体、位置、姿态以及运动的表示方法，然后研究直角坐标型、圆柱坐标型以及球坐标型等不同构型机器人的正逆运动学，最后利用Denavit-Hartenberg(D-H)表示法来推导机器人所有可能构型的正逆运动学方程。 实际上，机器手型的机器人没有末端执行器，多数情况下，机器人上附有一个抓持器。根据实际应用，用户可为机器人附加不同的末端执行器。显然，末端执行器的大小和长度决定了机器人的末端位置，即如果末端执行器的长短不同，那么机器人的末端位置也不同。在这一章中，假设机器人的末端是一个平板面，如有必要可在其上附加末端执行器，以后便称该平板面为机器人的“手”或“端面”。如有必要，还可以将末端执行器的长度加到机器人的末端来确定末端执行器的位姿。 2.2 机器人机构 机器手型的机器人具有多个自由度（DOF），并有三维开环链式机构。 在具有单自由度的系统中，当变量设定为特定值时，机器人机构就完全确定了，所有其他变量也就随之而定。如图2.1所示的四杆机构，当曲柄转角设定为120°时，则连杆与摇杆的角度也就确定了。然而在一个多自由度机构中，必须独立设定所有的输入变量才能知道其余的参数。机器人就是这样的多自由度机构，必须知道每一关节变量才能知道机器人的手处在什么位置。

图2.1 具有单自由度闭环的四杆机构 如果机器人要在空间运动，那么机器人就需要具有三维的结构。虽然也可能有二维多自由度的机器人，但它们并不常见。 机器人是开环机构，它与闭环机构不同（例如四杆机构），即使设定所有的关节变量，也不能确保机器人的手准确地处于给定的位置。这是因为如果关节或连杆有丝毫的偏差，该关节之后的所有关节的位置都会改变且没有反馈。例如，在图2.2所示的四杆机构中，如果连杆AB 偏移，它将影响2O B 杆。而在开环系统中（例如机器人），由于没有反馈，之后的所有构件都会发生偏移。于是，在开环系统中，必须不断测量所有关节和连杆的参数，或者监控系统的末端，以便知道机器的运动位置。通过比较如下的两个连杆机构的向量方程，可以表示出这种差别，该向量方程表示了不同连杆之间的关系。 1122O A AB OO O B +=+ （2.1） 11O A AB BC OC ++= （2.2） 可见，如果连杆AB 偏移，连杆2O B 也会相应地移动，式（2.1）的两边随连杆的变化而 改变。而另一方面，如果机器人的连杆AB 偏移，所有的后续连杆也会移动，除非1O C 有其他方法测量，否则这种变化是未知的。 为了弥补开环机器人的这一缺陷，机器人手的位置可由类似摄像机的装置来进行不断测 量，于是机器人需借助外部手段（比如辅助手臂或激光束）来构成闭环系统。或者按照常规做法，也可通过增加机器人连杆和关节强度来减少偏移，采用这种方法将导致机器人重量重、

可站立式电动轮椅机构设计及运动学仿真

万方数据

万方数据

万方数据

可站立式电动轮椅机构设计及运动学仿真 作者：任怡， 张峻霞， 薛强， 胡军， REN Yi， ZHANG Jun-xia， XUE Qiang， HU Jun 作者单位：天津科技大学,机械工程学院,天津,300222 刊名： 机械设计 英文刊名：JOURNAL OF MACHINE DESIGN 年，卷(期)：2009，26(3) 被引用次数：0次 参考文献(4条) 1.张锡玉轮椅舒适性研究及脑瘫患者专用轮椅的设计 2006 2.刘云.王艾伦一种新型可卧立电动轮椅的研制与设计[期刊论文]-机械与电子 2007(10) 3.国家质量技术监督局GB 10000-1988.中国成年人人体尺寸国家标准 4.丁玉兰人机工程学 2005 相似文献(1条) 1.期刊论文赵亮专利侵权屡忍耐维权无获心难平——访中国站立式电动代步车专利持有人谢寿椿-中国发明与专 利2010(6) 谢寿椿,1935年生于浙江杭州.20世纪50年代毕业于清华大学,高级工程师,一生从事机械制造和汽车、摩托车设计、运用及维修的教学科研中在我国工业设计行业尤为知名.曾18此获得省部级嘉奖,连续两届当选兰州市安宁区人大代表.退休后,仍被业界多家中外知名企业竞相争聘.向来爱好机械设计的谢寿椿,闲暇中研发的新型电动代步车、电动轮椅、电动跑车等.已取得国家知识产权局颁发的四个中国实用新型专利及美国专利与商标局(USPTO)颁发的美国发明专利证书(US7.192.040B2). 本文链接：https://www.360docs.net/doc/ab6475973.html,/Periodical_jxsj200903014.aspx 下载时间：2011年2月15日

PLC机械手操作控制系统

摘要 在现代工业中 , 生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。随着工业现代化的进一步发展，自动化已经成为现代企业中的重要支柱，无人车间、无人生产流水线等等。已经随处可见。同时，现代生产中，存在着各种各样的生产环境，如高温、放射性、有 毒气体、有害气体场合以及水下作业等，这写恶劣的生产环境不利于人工进行操作。工 业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新的技术，是现代控制理论与工业生产自动 化实践相结合的产物。并以为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分。工业机械 手是提高生产过程自动化、改善劳动条件、提高产品质量和身效益的有效手段之一。尤 其在高温、高压、粉尘、噪声以及带有放射性和污染的场合，应用得更为广泛。在我国， 近几年来也有较快的发展，并取得一定的效果，受到机械工业和铁路工业部门的重视。 机械手是在自动化生产过程中发展起来的一种新装置。广泛应用于工业生产和其他领域。PLC已在工业生产过程中得到广泛应用，应用 PLC控制机械手能实现各种规定工序动作，对生产过程有着十分重要的意义。论文以介绍 PLC在机械手搬运控制中的应用，设计了一套可行的机械手控制系统，并给出了详细的 PLC程序。设计完成的机械手可以在空间抓放、搬运物体等，动作灵活多样。 整个搬运机构能完成四个自由度动作，手臂伸缩、手臂旋转、手爪上下、手爪紧松。关键词：可编程控制器 ,PLC, 机械手操作控制系统 .

目录 第一章概述 (1) 1.1 PLC 控制系统 (1) 1.1.1PLC 的产生 (1) 1.1.2PLC 的特点及应用 (2) 1.2选题背景 (3) 1.2.1机械手简介 (3) 第二章PLC 控制系统设计 (6) 2.1总体设计 (6) 2.1.1制定控制方案 (6) 2.1.2系统配置 (6) 2.1.3控制要求 (9) 2.1.4控制面板 (12) 2.1.5 外部接线图 (13) 2.2.2手动方式状态 (16) 2.2.3回原点状态转移图： (19) 2.2.4自动方式状态 (19) 第三章控制系统内部软组件 (21) 3.1 内部软组件的概述 (21) 3.1.1输入继电器 (21) 3.1.2输出继电器 (21) 3.1.3辅助继电器 (22) 3.1.4状态组件 (23) 3.1.5定时器 (23) 错误！未定义书签。致谢 ........................................................................................................... 参考文献 (24)

基于新型码垛机器人的结构设计与运动学分析

基于新型码垛机器人的结构设计与运动学分析 发表时间：2019-01-14T15:49:38.937Z 来源：《防护工程》2018年第31期作者：梁海龙 [导读] 该机器人结构设计合理，控制灵活，最大抓取载荷为100kg，工作能力达800次/h，完全满足工业现场的要求。广东利迅达机器人系统股份有限公司广东佛山 528251 摘要：码垛机器人是实现包装和物流自动化的关键装备，针对生产线上各种产品的码垛要求，实现自动、高速、准确、连续的码垛作业，降低工人劳动强度，提高生产效率，广泛应用于化工、建材、饮料、食品等行业生产线物料的堆放和搬运。 关键词：码垛机器人；结构设计；运动学； 码垛机器人是用在工业生产线上执行各种产品的获取、搬运、码垛、拆垛等任务的一类工业机器人，码垛机器人的使用能降低工人劳动强度，提高生产效率，降低生产成本。针对物流行业的搬运码放作业，文章设计了一种新型机器人机械结构，可使机器人码放货物更加准确、平稳，同时能够使机械臂实现轻量化，在同等条件下承载能力更强，提高了整机稳定性；运用解析几何法对该机器人的机构进行了详尽的运动学分析 一、新型码垛机器人的结构设计 1.总体机构的组成。码垛机器人的结构：该机器人的手臂，固定在腰部上，在该部分内小臂通过前大臂、后大臂与的搬运和码垛作业，且机械系统主要有四个关节部分组成，能实现四种运动：腰部旋转，大臂上下运动，小臂前后运动和手腕回转运动四种运动，全部由交流伺服电机驱动，这种结构的机器人完全可以满足生产线上需求。 2.水平及垂直关节的结构设计。水平及垂直关节部份都有一个电机，每个电机藉由控制同步带轮及齿型带的旋转来使滚珠丝杠转动，间而带动其滑块及拖板这样的运动可以使机器人实现大臂上下运动，小臂前后运动且可以满足驱动大惯性力矩负载和快速运动精确定位的要求。 3.腰部底座的结构设计。腰部底座关节机械构图，腰部底座的运动是藉由底部的伺服电机来控制空心轴，进而使机架实现了腰部旋转，并且经由实验证明底部基座及法兰的结构设计，可以降低机械关节运动时的工作噪音，而通常被搬运的物品只需要从一个位置，移到另一个位置上，绕垂直于水平方向的轴旋转调整放置方向，所以此结构满足现场工作的需求。 4.腕部及机器人手爪的结构设计。腕部关节及手爪机械构图，腕部电机控制手爪连接盘带动机器人手爪旋转，利用对箱状物机械手控制进行分析，该机构主要完成码垛操作中夹紧箱状物体的动作，机器人手爪底部安装气源入口及气源处理和压力继电器，工作时侧夹板开合由通电磁阀控制汽缸活塞杆缩回，带动两侧板互相靠近，从而完成夹紧动作，手爪板完全打开时，可以使张开的手爪之间的宽度大于包装箱的宽度，而另一个通电磁阀控制气缸实现手爪开合，以保证机械手的手爪准确、可靠地落于生产线运输辊之间或拖盘上。 二、运动学分析 1.工作原理。运动学分析是机器人轨迹规划和控制系统软件设计的前提和基础。码垛机器人一般采用点到点的运动模式，在开始码垛工作之前，需要先进行轨迹的规划，确定运动过程的路径点，使机器人能够准确、安全地将物品摆放到指定位置，避免打垛现象，轨迹规划是运动学反解的实际应用。码垛机器人主要由固定底座、回转台、大臂、小臂、抓手安装法兰、关节驱动电机、随动液压缸和连杆等组成，是具有4 个自由度的平行四边形机构混联工业机器臂俯仰、抓手旋转。由大臂驱动电机直接驱动大臂；由小臂驱动电机驱动小臂驱动件，通过平行四边形机构驱动小臂；另外还有2 个平行四边形机构用于使抓手安装法兰处始终保持水平，该结构的优点是可以减少一个驱动；抓手法兰可以根据各种工作场合安装相应的执行机构。码垛机器人完成一次码垛任务的典型工况如下：抓起上升→旋转到垛盘上→下降放到垛盘上。根据码垛任务的典型工况，拟定码垛任务如下：上升过程从工作空间的最低点到最高点→回转台旋转90°→下降过程从工作空间最高点到最低点。机器人的抓手根据实际作业对象进行选择， 2.基于码垛机器人运动学仿真。为准确地对执行末端进行分析求解，便于 系统对电机的控制，需要对机器人臂部进行运动分析。研究推导的基础上提出了一种简单直观的求解方法在机器人大小臂组合旋转的主剖面内设置一个固定的坐标系，在电机带动下沿轴方向水平运动两点分别为后大臂、前大臂与小臂的铰接点角为前大臂与水平轴的夹角。工业机器人运动学的研究包括2 个方面：运动学正解和运动学逆解。运动学正解是已知各杆件结构参数及关节变量，求末端执行器的空间位置和姿态。运动学逆解是已知满足工作要求时末端执行器的空间位置和姿态以及各杆件的结构参数，求各关节变量。工业机器人运动学分析时，常为机械手的每个连杆建立一个坐标系，并用齐次变换矩阵来描述这些坐标系间的相对位置和姿态。D － H 法是常用的建立杆件位姿关系的方法，该方法适用于串联机构，不能直接用于混联机器人。混联码垛机器人，如果采用D － H 法进行运动学分析，必须对其平行四边形机构进行简化。保持抓手安装法兰始终水平的2 个平行四边形可以简化，抓手安装法兰中心到小臂末端铰点的相对位置不变。因此，运动学仿真时，末端执行机构可以只计算到小臂末端铰点。驱动小臂的平行四边形可以通过移动驱动点的方式来进行简化。简化后的机构简图以及所建立的杆件坐标系码垛机器人执行码垛任务过程中，要使各个关节在停顿点冲击尽可能小，即在停顿点的角速度、角加速度尽可能为0，减小电机和机械部分的磨损。这就需要对点到点的码垛任务进行轨迹规划，再针对具体任务对运动学正反解进行仿真。采用多项式插值来实现点到点的轨迹规划，完全可以满足停顿点角速度、角加速度为0 的要求。机器人工具箱轨迹规划函数返回的为各个关节角位移、角速度、角加速度。采用运动学正解函数可以返回最后一个关节的坐标变化，即码垛机器人的运动轨迹；采用运动学逆解函数可以返回运动过程中各个关节的转角。 3.仿真结果与分析。运行仿真计算，进入后处理模块得到运动学仿真结果，并与运动学仿真得到的结果进行对比，动力学仿真得到的驱动电机所在关节处的驱动力矩当关节变量连续变化时，机器人末端执行器的位置坐标曲线平滑且连续，表明码垛机器人在运动过程中是平稳的。各关节在各停顿点的速度和角速度都为0，且整个过程平滑地变化，说明在整个运动过程中，节点冲击小、运动平稳；关节2、关节3 的最大速度接近最大角速度，但均未超过该最大值，说明完成码垛任务的时间已经接近最短。另外，运动学仿真结果有非常高的吻合度，数值仿真和模型仿真的正确性得到了相互验证，说明运动学仿真时对机构所做的简化对仿真结果没有影响，其为机器人动力学的仿真提供了可靠的模型。轨迹点的确定必须要在码垛机器人的最大工作空间内，这样才能保证按照工业需求摆放物品，避免机器人失控。根据确定的工作空间，判断时，只需要进行边缘点的判断，一旦发现有点不在工作空间内，就要重新设定码垛方式。

六自由度机械手复杂运动控制

本文以示教型六自由度串联机械手为试验设备，进行机械手的复杂运动控制，使机械手完成各种复杂轨迹的运动控制等功能，能够在现代工业焊接、喷漆等方面的任务。 本文从运动学分析的基础上着手研究轨迹控制的问题，利用运动学逆解的方式分析复杂轨迹运动的可行性和实用性。目前，六自由度机械手的复杂运动控制已经有了比较好的逆解算法，也有一些针对欠自由度机械手的逆解算法。逆解算法求出的解不是唯一的，它能使机械手达到更多位姿，完成大部分的原计划任务，但其中的一些解并不是最优化的，因此必须讨论其反解的存在性和唯一性。 本文通过建立机械手的笛卡尔坐标系，推导出机械手的正、逆运动学矩阵方程，并研究了正、逆运动学方程的解；在此基础上建立机械手的工作空间，并讨论其工作空间的灵活性和存在可能性。因此本文的另一种方式对六自由度串联机械手的复杂运动控制问题进行研究，提出以机械手示教手柄引导末端执行器对复杂运动轨迹进行预设计。然后通过记录程序进行复杂轨迹的再实现，再对记录程序进行预修改，最终通过现有的程序进行设计编程完成复杂轨迹设计任务。并利用MATLAB对轨迹进行仿真，对比其实际与计算的正确性。 最后本设计通过六自由度串联机械手实现平面文字轨迹，得出其设计的方式。即首先利用示教手柄实现轨迹预设，记录预设轨迹程序，然后再对比程序初始化坐标进行手动编程。 关键词：六自由度机械手，笛卡尔坐标系，运动学方程，仿真，示教手柄ABSTRACT

In this paper, mechanical hand control the complex movement based on the series of six degrees of freedom manipulator so that the mechanical hand complete the complex trajectory of the movement control functions. In modern industrial welding, painting, and other aspects of the mandate can be used. This article based on the analysis of kinematics to study the trajectory control problems, use of inverse kinematics of the complex mode of tracking movement of the feasibility and practicality. At present, the six degrees of freedom manipulator complex movement has been relatively good control of the inverse algorithm.There are also some less freedom for the inverse of the manipulator algorithm. Solutions sought by inverse algorithm is not the only solution, it can reach more manipulator Pose, originally planned to complete most of the task.But some of these solutions is not the most optimal, it is necessary to discuss their anti-the existence of solutions and uniqueness. Through the establishment of the manipulator Cartesian coordinates, derived manipulator is the inverse kinematics matrix equation and the study is the inverse kinematics of the equation solution on the basis of this establishment manipulator working space. And discuss their work space The flexibility and the possibility exists. So in another way to the six degrees of freedom series manipulator motion control the complex issues of research, to handle the machinery Shoushi guide for the implementation of the end of the complex pre-designed trajectory. Then track record of the complicated procedure to achieve, and then record the pre-amended procedures.The eventual adoption of the existing procedures designed trajectory design of complex programming tasks. And using MATLAB simulation of the track, compared with its actual calculation is correct. The final design through six degrees of freedom series manipulator track to achieve flat text, draw their design approach. That is, first of all use of teaching handle achieve trajectory default the track record of default procedures, and then compared to manual procedures initialized coordinate programming. key words：Six degree-of-freedom manipulators，Cartesian coordinates，Equations of motion，Simulation，Demonstration handle.

轮椅项目计划书

轮椅项目 计划书 规划设计/投资分析/产业运营

报告说明— 轮椅是装有轮子并可以替代行走的椅子，是伤残人士居家康复、周转 运输、就诊、外出活动的重要移动工具，其产品主要分为电动轮椅和手动 折叠轮椅。其中电动轮椅是在普通轮椅上叠加了高性能动力驱动装置、智 能操纵装置、电池等部件进行改造升级而成的，与传统轮椅相比更为人性化，操作也更加方便，因此很快就成为国内外市场上最受欢迎的实用轮椅 产品。 该轮椅项目计划总投资2247.31万元，其中：固定资产投资1879.27 万元，占项目总投资的83.62%；流动资金368.04万元，占项目总投资的16.38%。 达产年营业收入2682.00万元，总成本费用2045.62万元，税金及附 加40.60万元，利润总额636.38万元，利税总额764.76万元，税后净利 润477.28万元，达产年纳税总额287.47万元；达产年投资利润率28.32%，投资利税率34.03%，投资回报率21.24%，全部投资回收期6.21年，提供 就业职位46个。 近年来，我国轮椅市场主要集中于低端产品，而中高端产品需求无法 满足，这导致我国中高端需求大多依赖于国外进口。而电动轮椅的在我国 的迅速发展，将会在一定程度上满足我国产量较少的中高端轮椅市场，从 而提升整体轮椅市场的竞争力。但由于目前国内电动轮椅价格相对较贵，

远远超出我国老年人的消费能力；且国家对电动轮椅的生产和销售的市场监管存在着一些问题，消费者缺乏购买信心。我国电动轮椅市场未来仍有很长的路要走。

第一章项目总论 一、项目概况 （一）项目名称及背景 轮椅项目 智能轮椅是指具有视觉和口令导航功能、能与人进行语音交互的机器人轮椅。智能轮椅可以安全便捷地将用户送到目的地，或完成指定任务。在运动过程中，智能轮椅需要接受用户的指令，同时也要结合环境信息启动自身避障、导航等功能，产品的技术含量及附加值较高。随着消费观念的转变和智能化时代到来，智能轮椅成为轮椅行业升级的重要方向。 电动轮椅是传统手推轮椅的升级产品，在传统手动轮椅的基础上，叠加高性能动力驱动装置、智能操纵装置、电池等部件，改造升级而成的。从产业链来看，电动轮椅上游主要是机械、塑料、电子和合金等原材料生产厂商，下游主要销售渠道包括医疗器材专卖店、康复医疗机构、养老机构及电商平台等。 （二）项目选址 某某经开区

KUKA机器人运动学分析及simmulink仿真

KUKA KR40PA机器人运动学分析及simmulink仿真 一．Kuka KR40PA码垛机器人简介 Kuka KR40PA机器人是一种有四个自由度的码垛机器人，有四个驱动器，很好地运用了平行四边形机构，固定其姿态从而大大简化了控制难度，并且提高了精度及寿命，本文所用kuka码垛机器人如下图所示： 二、机构简图，及其简化。 1、机构简图如下：

第一步简化原因：第一步我们简化了两个平行四边形机构，在此我们分析，这两个平行四边形机构的作用是约束末端执行器在XZ平面的姿态，即：使末端执行器始终竖直向下。在此我们人为的默认末端执行器始终竖直向下，不随前面传递构件的影响。此时便可以将两组平行四边形机构去除而不影响末端执行器的姿态和位移。 第一步简化后机构简图 第二步简化原因：在此我将主动杆1及连杆4去除。杆1 2 3 4组成了一个平行四边形机构，因此β3=β2-β1.所以我们将杆1杆4去除，只要使β3=β2-β1便不影响末端执行器的位置和姿态。 第二步简化后的图形

第三步简化原因：为了使参数更简洁，便于计算。我们将杆2的第一个关节与第一个旋转轴相交，这样简化的模型更好计算。不影响总体机构的功能。 最终简化后的机构简图

三、建立连杆坐标系。 如下图： 四、D-H参数表 i αi-1a i-1d iθi 1 0 0 0 θ1 2 -90 0 0 θ2 3 0 l20 θ3 4 0 l30 θ4 5 90 0 0 θ5 五、求正运动学公式 = =

= = = = =*= =*= =*= 由于平行四边形机构的存在使得 = = * = * = 所以 ==

轮椅项目商业计划书

轮椅项目 商业计划书 规划设计/投资分析/产业运营

报告摘要 轮椅是装有轮子并可以替代行走的椅子，是伤残人士居家康复、周转运输、就诊、外出活动的重要移动工具，其产品主要分为电动轮椅和手动折叠轮椅。其中电动轮椅是在普通轮椅上叠加了高性能动力驱动装置、智能操纵装置、电池等部件进行改造升级而成的，与传统轮椅相比更为人性化，操作也更加方便，因此很快就成为国内外市场上最受欢迎的实用轮椅产品。 近年来，我国轮椅市场主要集中于低端产品，而中高端产品需求无法满足，这导致我国中高端需求大多依赖于国外进口。而电动轮椅的在我国的迅速发展，将会在一定程度上满足我国产量较少的中高端轮椅市场，从而提升整体轮椅市场的竞争力。但由于目前国内电动轮椅价格相对较贵，远远超出我国老年人的消费能力；且国家对电动轮椅的生产和销售的市场监管存在着一些问题，消费者缺乏购买信心。我国电动轮椅市场未来仍有很长的路要走。 该轮椅项目计划总投资18782.28万元，其中：固定资产投资14525.51万元，占项目总投资的77.34%；流动资金4256.77万元，占项目总投资的22.66%。

达产年营业收入41166.00万元，净利润7494.67万元，达产年纳 税总额4270.25万元；达产年投资利润率53.20%，投资利税率62.64%，投资回报率39.90%，全部投资回收期4.01年，提供就业职位799个。

轮椅项目商业计划书目录 第一章项目概述 第二章项目背景研究分析 第三章市场调研分析 第四章项目方案分析 第五章工程设计可行性分析 第六章运营管理模式 第七章风险性分析 第八章 SWOT分析 第九章实施安排 第十章投资方案计划 第十一章项目经济评价分析 第十二章项目综合评估

搬运机械手运动控制系统设计范本

搬运机械手运动控制系统设计

搬运机械手运动控制系统设计 第一部分：题目设计要求。 一、搬运机械手功能示意图 二、基本要求与参数 本作业要求完成一种二指机械手的运动控制系统设计。该机械手采用二指夹持结构，如图1所示，机械手实现对工件的夹持、搬运、放置等操作。以夹持圆柱体为例，要求设计运动控制系统及控制流程。机械手经过升降、左右回转、前后伸缩、夹紧及松开等动作完成工件从位置A 到B 的搬运工作，具体操作顺序：逆时针回转(机械手的初始位置在A 与B 之间)—>下降—>夹紧—>上升—>顺时针回转—>下降—>松开—>上升，机械手的工作臂都设有限位开关SQ i 。 A B 工SQ 1 SQ 2 SQ 3 SQ 4 SQ 5 SQ 6 夹松

设计参数： （1）抓重:10Kg （2）最大工作半径：1500mm （3）运动参数： 伸缩行程：0-1200mm； 伸缩速度：80mm/s； 升降行程：0-500mm； 升降速度：50mm/s 回转范围：0-1800 控制器要求： （1）在PLC、单片机、PC微机或者DSP中任选其一； （2）具备回原点、手动单步操作及自动连续操作等基本功能。 三、工作量 （1）驱动及传动方案的设计及部件的选择； （2）二指夹持机构的设计及计算； （3）总体控制方案及控制流程的设计； （4）设计说明书一份。 四、设计内容及说明 （1）机械手工作臂及机身驱动部件的选择及设计，需设计出具体的驱动及传动方案，画出方案原理框图。 （2）末端夹持机构设计，该结构需保证抓取精度高，重复定

位精度和运动稳定性好，并有足够的抓取能力。设计应包括确定夹持方案、计算夹持范围、计算夹紧力及驱动力，完成夹持机构设计图。 （3）控制系统设计，包括确定控制方案、核心功能部件的选择、主要功能模块的实现原理、绘制控制流程框图。 第二部分：设计过程 搬运机械手运动控制系统设计

机械手的控制方式及控制系统设计

机械手的控制方式及控制系统设计 机械手在工业科技中的应用时间较长，随着工业生产的不断发展进步，机械手的控制技术也得到了较为快速的发展。人们在很早以前就希望能够借助其他的工具替代人类自身的手去从事重复性的工作，或者具有一定危险性的工作，从而提高工业的生产效率，同时也能规避人们在生产实际生产中碰到的危险情况。此外，在一些特殊的场合中，必须要依靠机械手才能加以完成。未来机械手在工业生产中将发挥更大的作用，本文主要对机械手的控制方式及控制系统设计方法进行了较为详细的分析。 2 机械手原理概述 机械手具有很多的优点，比如机械手比人的手具有更大的力气，能够干很多人手所无法干的事情，这样也能提高工业生产中的效率，同时采用机械手进行工业生产时的成本相对而言也会得到一定程度上的降低。机械手通常由三部分组成，即机械部分，传感部分和控制部分。其中，手部安装在手臂的前端，用来抓持物件，这是执行机构的主体，可根据被抓持物件的形状、重量、材料以及作业要求不同而具有多种结构形式。控制部分包括控制系统和人机交互系统。对于机器人基本部件的控制系统，控制系统的任务是控制机械手的实际运动方式。 机械手的控制系统有开环和闭环两种控制方式，如果工业机械手没有信息反馈功能，那么它就是一个开环控制系统。如果有信息反馈功能，它是一个闭环控制系统。对于机器人基本组成的人机交互系统，人机交互系统是允许操作员参与机器人控制并与机器人通信的装置。总之，人机交互系统可以分为两类：指令给定装置和信息显示装置，机械手的控制主要是通过软件程序加以实现。随着科学技术的发展，机械手相关的技术也得到了快速的发展，先进的控制方式和先进的控制技术在机械手的控制领域中也具有一定的采用。现在机械手不仅广

码垛机器人

码垛机器人 摘要：随着我国经济的持续发展和科学技术的突飞猛进，使得机器人在码垛、 涂胶、点焊、弧焊、喷涂、搬运、测量等行业有着相当广泛的应用。 现在有很多个原因，包括包装的种类、工厂环境和客户需求等将码垛变成包装工厂里一块难啃的骨头。为了克服这些困难，码垛设备的各个方面都在发展改进，包括从机械手到操纵它的软件。最近市场上对灵活性的需求不断增长，这一个趋势已经影响到了包装的多个方面，生产线的后段也不例外。一个处理随机装载的机器人码垛机需要特殊的软件，通过软件，机器人码垛机与生产线的其他部分相连接，这是个巨大的进步。 关键词：码垛，机器人，装载，生产线; 一、码垛机器人简介 最近市场上对灵活性的需求不断增长，这一个趋势已经影响到了包装的多个方面，生产线的后段也不例外。零售客户，尤其是那些具有影响力的如沃尔玛一样的大型超市，经常需要定制一些随机货盘，但是他们不得不定制每一个货盘，而货盘的形式只是偶尔会有重复。而且这类随机的货盘的高效生产是比较困难的。对于随机货盘来说，码垛机器人是唯一的选择。尽管如此，机器人装载也面临比较多的问题，如果要以较高的速度进行生产，将更加困难重重。 二、码垛机器人设计 首要任务是根据机器人所要完成的工作，先确定机器人的结构组成。可以是龙门式，挂壁安装式等。再按工作要求所给出各轴的运动行程、负载、运动速度、加速度，动作周期来选每个运动轴直线运动单元的型号，所配驱动电机及所配精密行星减速机的型号。 下图是一个典型的三维机器人码垛的现场布置情况。 下面即以此系统为例对沈阳鼎冷机电码垛机器人进行深入的阐述 此码垛机器人是应用箱体码垛搬运工作上的。 三、生产线路：

四轴SCARA机械手控制系统解决方案

四轴SCARA机械手控制系统解决方案 特点: 采用研华坚固型、高性能嵌入式无风扇工业电脑为运算处理核心，以研华工业触摸屏式显示器为显示操作 单元 搭配研华基于DSP的4 轴运动控制卡及工业多串口卡用于四SCARA机械手控制。 丰富的USB、IEEE1394、双以太网口等外设、兼具强大的运算处理能力，能方便的整合视觉、图形处理 与运动控制，轻松实现产线自动化。 独特的SCARA Robot算法，使得控制效果更精准、快速 简洁的基于G-CODE的编程语言平台，易于用户快速实现产线工艺。 方便的调试软件平台，,使得用户缩减调试时间及排除故障。 概述： 该四轴SCARA机械手控制系统采用研华高性能嵌入式工业PC UNO-3082为核心控制单元，以15”工业触摸式显示器为显示操作单元，系统搭载研华先进的基于DSP的四轴运动控制卡用

于控制四轴伺服电机，用4串口卡PCI-1612A用于读取伺服绝对值编码器数值。同时系统支持Windows XP embended, Window XP, Windows 7等操作系统。由于采用的是开放性、通用性平台，及系统强大的运算和信息处理能力，丰富的硬件资源，使得整合视觉、图形、运动控制变得十分容易。系统支持的简洁的基于G-CODE的编程语言平台，使得用户可简单的进行二次集成来适应不同的产线控制需求，实现自动化控制目的，同时降低人力成本，提高控制效率及大幅度降低产品次品率。 系统集成的双以太网口、可与工厂MES系统轻松整合，使得该工业机器人不但能代替人工干活，还能统一调度，更有纪律的为工厂自动化服务。 规格 硬件规格： 轴数4轴 电机类型伺服电机 数字量输入16路, 并可无限扩充 数字量输出16路，并可无限扩充 显示：15“工业触摸式显示器 支持I/O、运动轴在线测试； 软件规格： 1、支持4轴SCARA Robot算法； 2、支持G-CODE编程语言进行产线应用集成； 3、方便的Utility,帮助轻松调试与诊断故障； 4、支持I/O、运动轴在线测试； 5、大容量存储及强大的运算能力，保障了满足繁琐工艺的要求； 6、中文字幕、对话式操作，简单易学易懂；

搬运机械手运动控制系统设计

搬运机械手运动控制系统设计 第一部分：题目设计要求。 一、搬运机械手功能示意图 、基本要求与参数本作业要求完成一种二指机械手的运动控制系统设计。该机械手采用二指夹持结构，如图1所示，机械手实现对工件的夹持、搬运、放置等操作。以夹持圆柱体为例，要求设计运动控制系统及控制流程。机械手通过升降、左右回转、前后伸缩、夹紧及松开等动作完成工件从位置A到B的搬运工作，具体操作顺序：逆时针回转（机械手的初始位置在A与B之间）一＞下降一＞夹紧一＞上升一＞顺时针回转一＞下降一＞松开一＞上升，机械手的工作臂都设有限位开关SQ。 设计参数： （1）抓重:10Kg （2）最大工作半径：1500mm

3)运动参数： 伸缩行程：0-1200mm； 伸缩速度：80mm/s； 升降行程：0-500mm； 升降速度：50mm/s 回转范围：0-1800 控制器要求： (1)在PLC、单片机、PC微机或者DSP中任选其一； ( 2)具备回原点、手动单步操作及自动连续操作等基本功能。 三、工作量 ( 1)驱动及传动方案的设计及部件的选择； ( 2)二指夹持机构的设计及计算； ( 3)总体控制方案及控制流程的设计； ( 4)设计说明书一份。 四、设计内容及说明 ( 1)机械手工作臂及机身驱动部件的选择及设计，需设计出具体的驱动及传动方案，画出方案原理框图。 ( 2)末端夹持机构设计，该结构需保证抓取精度高，重复定位精度和运动稳定性好，并有足够的抓取能力。设计应包括确定夹持方案、计算夹持范围、计算夹紧力及驱动力，完成夹持机构设计图。 ( 3)控制系统设计，包括确定控制方案、核心功能部件的选择、主要功能模块的实现原理、绘制控制流程框图。

轮椅生产制造项目投资计划书

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摘要说明— 轮椅是装有轮子并可以替代行走的椅子，是伤残人士居家康复、周转运输、就诊、外出活动的重要移动工具，其产品主要分为电动轮椅和手动折叠轮椅。其中电动轮椅是在普通轮椅上叠加了高性能动力驱动装置、智能操纵装置、电池等部件进行改造升级而成的，与传统轮椅相比更为人性化，操作也更加方便，因此很快就成为国内外市场上最受欢迎的实用轮椅产品。 该轮椅项目计划总投资14040.51万元，其中：固定资产投资12294.24万元，占项目总投资的87.56%；流动资金1746.27万元，占项目总投资的12.44%。 达产年营业收入15939.00万元，总成本费用12548.51万元，税金及附加232.26万元，利润总额3390.49万元，利税总额4090.40万元，税后净利润2542.87万元，达产年纳税总额1547.53万元；达产年投资利润率24.15%，投资利税率29.13%，投资回报率18.11%，全部投资回收期7.02年，提供就业职位290个。 电动轮椅是传统手推轮椅的升级产品，在传统手动轮椅的基础上，叠加高性能动力驱动装置、智能操纵装置、电池等部件，改造升级而成的。从产业链来看，电动轮椅上游主要是机械、塑料、电子和合金等原材料生

产厂商，下游主要销售渠道包括医疗器材专卖店、康复医疗机构、养老机 构及电商平台等。 报告内容：基本信息、项目背景及必要性、产业调研分析、项目规划 方案、选址分析、工程设计可行性分析、项目工艺先进性、环境保护说明、生产安全、风险性分析、节能评估、项目计划安排、投资方案计划、经济 效益分析、综合评价说明等。 规划设计/投资分析/产业运营

第3讲运动学图像分析

第3讲运动学图像分析 一、学习目标 1．掌握x-t、v-t图像的特点并理解其意义 2．学会应用x-t图像和v-t图像解决质点运动的有关问题 二、自主学习 1、位移-时间（x-t）图像：表示做直线运动的物体的位移随时间的变化规律，而不是运动轨迹。 从以下3点分析x-t图像： ①斜率：斜率表示速度，斜率越大，速度越大；斜率不变说明物体速度不变；斜率为正表示物体向正方向做匀速直线运动，斜率为负表示物体向负方向做匀速直线运动，斜率为零，表示物体处于静止状态。 ②直线是否过原点：纵截距表示初位置离原点的距离，横截距表示出发时刻。 ③图像的交点：表示两个物体相遇。 例1、如右图所示的s-t图像，图中A、B的斜率为_____（“正”或“负”），表示物体向______运动； C的斜率为______（“正”或“负”），表

示C向________运动。A的斜率________B的斜率，说明A的速度_____________（“大于”、“等于”或“小于”）B的速度。 例2、如右图所示，是A、B两运动物体的s-t图像，由图像分析： A图像与S轴交点表示：__________________________________， B两图像与t轴交点表示：_________________________________， A、B两图像交点P表示：_________________________________， A、B两物体分别作什么运动:_______________________________， ______________________________________________________。 2、速度-时间（v-t）图像：表示做直线运动的物体的速度随时间的变化规律。 从以下4点分析v-t图像： ①斜率：斜率表示加速度，斜率越大，加速度越大；斜率不变说明物体加速度不变，物体做匀变速直线运动； ②直线是否过原点：纵截距表示物体的初速度，横截距表示出发时刻。

MD200码垛机器人机构分析与自动化生产线应用研究

目录 摘要 ............................................................................................................................... I Abstract ............................................................................................................................. I I 第1章绪论 .. (1) 1.1引言 (1) 1.2研究背景及意义 (1) 1.2.1研究背景 (1) 1.2.2研究意义 (2) 1.3码垛机器人研究现状 (2) 1.4课题来源及研究内容 (5) 第2章码垛机器人运动学分析 (6) 2.1引言 (6) 2.2机器人D-H坐标系及运动学数学模型 (6) 2.2.1机器人D-H坐标系 (6) 2.2.2基于D-H法的机器人运动学数学模型 (7) 2.3码垛机器人结构设计 (8) 2.3.1码垛机器人技术参数 (8) 2.3.2码垛机器人构型确定 (10) 2.3.3码垛机器人整体结构设计 (12) 2.4行程放大系数及仿真分析 (13) 2.4.1行程放大系数 (13) 2.4.2 ADAMS仿真流程 (16) 2.4.3构建仿真模型 (16) 2.4.4仿真分析与验证 (17) 2.5运动学正逆解及仿真分析 (19) 2.5.1位置分析 (20) 2.5.2速度分析 (24) 2.5.3加速度分析 (25) 2.5.4 MATLAB仿真分析 (27) 2.6本章小结 (29) 第3章码垛机器人疲劳分析 (30) IV