物料搬運機械手是工業(yè)機器人的一個重要類別,廣泛用于自動化生產以及柔性加工領域,代替人工完成車間內產品裝配或貨物搬運等工作。工業(yè)機械手主要由剛性極強的金屬材料構成導致質量較大,一旦發(fā)生失控,其巨大慣性產生的沖擊力必將產生巨大破壞力,造成人員安全隱患和財產設備的損失。機械手智能化主要依靠各種傳感器的加持實現(xiàn),正是基于避障傳感器,機械手的避障技術的研究得以持續(xù)發(fā)展。本課題的研究內容如下:了解搬運機械手的工作原理和流程,分析機械手在運作過程中可能存在的故障隱患;基于機械手的用途,使用Soild Works制圖軟件建立機械手的三維模型,并對其進行動力學分析以驗證穩(wěn)定性;分析用于機器人控制的控制系統(tǒng)并加以優(yōu)化;以安全研究為重點,著重設計用于提升安全性能的安全避障系統(tǒng);對目前應用于避障和路徑規(guī)劃領域的經典算法和智能算法進行介紹,選擇人工勢場法作為本次物料搬運機械手的避障算法,對該算法存在的傳統(tǒng)局限進行分析和改進,提升算法的執(zhí)行效率,提升機械手的安全作業(yè)性能,避免由于避障算法缺陷等因素造成安全事故。 

【文章來源】：上海應用技術大學上海市

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及意義
    1.2 機械手技術發(fā)展歷程與研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外機械手技術發(fā)展歷程與研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內機械手技術發(fā)展歷程與研究現(xiàn)狀
    1.3 機械手避障技術綜述
        1.3.1 避障傳感器技術
        1.3.2 基于智能算法的路徑規(guī)劃技術
    1.4 論文研究內容與章節(jié)結構
    1.5 本章小結
第2章 工業(yè)機器人安全問題與事故分析
    2.1 工業(yè)機器人安全問題
    2.2 工業(yè)機器人的事故分析
        2.2.1 工業(yè)機器人的事故調查統(tǒng)計
        2.2.2 工業(yè)機器人事故分析
    2.3 工業(yè)機器人故障分析
        2.3.1 故障樹分析法及其原理
        2.3.2 搬運機械手避障失靈故障樹的建立
    2.4 本章小結
第3章 物料搬運機械手的建模與仿真分析
    3.1 物料搬運機械手三維建模
        3.1.1 Soildworks三維建模軟件
        3.1.2 物料搬運機械手建模過程
    3.2 物料搬運機械手的動力學分析
        3.2.1 虛擬樣機技術
        3.2.2 動力學仿真軟件
        3.2.3 物料搬運機械手的動力學仿真
    3.3 本章小結
第4章 物料搬運機械手控制系統(tǒng)的設計與安全性自評
    4.1 機械手的運動控制系統(tǒng)
        4.1.1 機械手的運動控制系統(tǒng)的設計
        4.1.2 機械手的運動控制系統(tǒng)安全性自評
    4.2 機械手的安全避障系統(tǒng)
        4.2.1 機械手的安全避障系統(tǒng)設計
        4.2.2 機械手的安全避障系統(tǒng)安全性自評
    4.3 本章小結
第5章 改進人工勢場法的搬運機械手避障路徑規(guī)劃
    5.1 傳統(tǒng)人工勢場法
        5.1.1 人工勢場函數(shù)的建立
        5.1.2 基于人工勢場法的避障規(guī)劃
        5.1.3 傳統(tǒng)人工勢場法的缺陷
    5.2 改進人工勢場法
        5.2.1 虛擬障礙物法
        5.2.2 目標不可達缺陷的改進
    5.3 仿真驗證與結果分析
        5.3.1 目標不可達問題的改進仿真驗證
        5.3.2 局部極小值問題改進仿真驗證
    5.4 本章總結
第6章 總結與展望
    6.1 工作總結
    6.2 研究展望
參考文獻
致謝
攻讀學位期間所展開的科研項目和發(fā)表的學術論文


【參考文獻】：
期刊論文
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[2]工業(yè)機器人故障分析及可靠性測試的必要性[J]. 鄭旭,李亞光,邱輝.  中國儀器儀表. 2019(10)
[3]工業(yè)機器人的發(fā)展現(xiàn)狀和未來趨勢[J]. 王琳輝.  科學技術創(chuàng)新. 2019(29)
[4]我國工業(yè)機器人的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 方大衛(wèi).  電子技術與軟件工程. 2019(18)
[5]傳感器技術在機電自動化中的應用[J]. 韓冰.  南方農機. 2019(16)
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[7]工業(yè)機器人發(fā)展綜述[J]. 馮旭,宋明星,倪笑宇,馬立勇,王少雷.  科技創(chuàng)新與應用. 2019(24)
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[9]工業(yè)機器人的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢探析[J]. 賈蒙蒙.  花炮科技與市場. 2019(03)
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博士論文
[1]超聲無損檢測雙機械手掃查技術的關鍵問題研究[D]. 盧宗興.北京理工大學 2016

碩士論文
[1]基于多傳感器技術工業(yè)機器人的研究與應用[D]. 石穩(wěn).浙江海洋大學 2019
[2]移動機器人避障與軌跡規(guī)劃[D]. 余冬冬.浙江大學 2017
[3]倉儲搬運機器人控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[D]. 徐航宇.南京理工大學 2017
[4]基于多傳感器信息融合的移動機器人避障研究[D]. 楊小菊.沈陽理工大學 2017
[5]汽車發(fā)動機缸蓋清洗上料機械手動靜態(tài)分析及結構優(yōu)化[D]. 方元.濟南大學 2016
[6]PRRR多關節(jié)機械手的動力學分析及其仿真的研究[D]. 劉義杰.沈陽工業(yè)大學 2015
[7]可編程電伴熱控制器設計與實驗研究[D]. 楊汝軍.北京工業(yè)大學 2014
[8]消防控制圖形顯示系統(tǒng)軟件的設計與實現(xiàn)[D]. 嵇子航.大連理工大學 2014
[9]AGV視覺導航技術與路徑規(guī)劃[D]. 章植棟.長安大學 2013
[10]家庭服務機器人物體識別與抓取的研究[D]. 朱曉莉.中國計量學院 2013



本文編號：3022180