沖床上料機(jī)械手設(shè)計(jì)【上下料機(jī)械手】【CAD高清圖紙和文檔】
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外 文 翻 譯 系 別 機(jī)電信息系 專 業(yè) 班 級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 導(dǎo) 師 機(jī)械科學(xué)與技術(shù)21(2007)1018 1027 兩個(gè)軸氣動(dòng)人工肌肉機(jī)械手的一種新的相平面切換控制方法控制 摘要 康復(fù)機(jī)械手的使用已經(jīng)由于功能康復(fù)治療對(duì)肢體的需求成為一個(gè)日益重要的問題。一種新型 的氣動(dòng)人工肌肉致動(dòng)器(PAM)所提供的安全性和流動(dòng)性援助以執(zhí)行任務(wù)的人類達(dá)到日 益普及,以及提供一個(gè)具有高強(qiáng)度和高功率/重量比,成本低,體積小,便于維修,清潔, 隨手可得,廉價(jià)的電力來 , 已 使用 治療機(jī)械手 來 , 別 需要 高 平的安全性。 , 一 的 性, 氣 可 性和 的執(zhí)行 來的 力動(dòng) ,導(dǎo)致 動(dòng)能力的。外,為 助康復(fù)機(jī)械手有currency1, “人的體fifl 。為個(gè) 的,機(jī)械手 有流”制動(dòng)器(MRB)。一種新的相平面使用MRB切換控制方法提 。 使用制的兩個(gè)軸PAM機(jī)械手 法的有currency1性。,機(jī)械手的 性可以 對(duì) 和外 的 率的” 使用高 益控制 , 低 度, 低PAM的 器的 度。 氣動(dòng)人工肌肉 相平面 控制 機(jī)械手 流”制動(dòng)器 1。 需要由 和 的 康復(fù)的人,和動(dòng)功能的問題,由于 已高,全以 。機(jī)械手的康復(fù)的 用具有 的 。功能 復(fù)的治療 常 進(jìn)行醫(yī)學(xué)治療師 人的基礎(chǔ),但自動(dòng)設(shè)備已經(jīng)投到物理治療程序重復(fù)程相對(duì) 單,用, 連續(xù)被動(dòng)動(dòng)機(jī),步行訓(xùn)練置,和用于單軸扭矩機(jī)(DOI,1993街 Al。,1994 傅 人,1995)。本文論述功能康復(fù)治療,體康復(fù)的一個(gè)重要方面。網(wǎng)格 密治療機(jī)已創(chuàng)建 (安清,2004 2005 2005b)。 ,多 機(jī)械手要現(xiàn)逼真的動(dòng)模式,從 有currency1的治療 必要的。種機(jī)械手必須有一個(gè) 人類使用高安全的。PAM機(jī)械手已被用來構(gòu)建一個(gè)兩自由度(DOF)治療機(jī)械手。二自由度 機(jī)械手 功能 復(fù)的治療由氣動(dòng)肌肉驅(qū)動(dòng)的 發(fā) 佐貝爾(Zobel 人。,1999)和 raparelli(raparelli 人。,2001 2003)的柳巷芳草biorobotic系統(tǒng)的人工肌肉致動(dòng)器(柳 巷芳草 人。,1999 2000 2002 2003)氣動(dòng)肌肉方面的koeneman(koeneman治療置 人。,2004)與人友好的治療機(jī)械手(Thanh和安,2006 )。 , 一 的 性, 氣的可 性和 的執(zhí)行 來的 力動(dòng) 能力的,導(dǎo)致 動(dòng)。 外,施有currency1的康復(fù),機(jī)械手必須“人的體fifl 。為個(gè) 的, 一個(gè)新的技術(shù),電流”液 器(ER 器),已被 用到PAM機(jī)械手。noritsugu和他的 團(tuán)隊(duì)使用ER 器來 控制性能的PAM機(jī)械手與PI控制器和脈沖codemodulated 閥(noritsugu 人。,1994)。分離的 器產(chǎn)生的 轉(zhuǎn)矩和 域 高 益控制 的 度,結(jié)果表電流” 器用于際可用的一種有currency1方法,人類友 好的機(jī)械手使用的PAM機(jī)械手。外,位置控制 無 度 的 進(jìn)。 ,一 的 性 礙技術(shù),由于電流”液(ERF)要求很高的控制電 (kV), 有問題的, 的,潛 的危險(xiǎn),只工 一個(gè)較窄的溫度范圍(和一個(gè) 適合的PAM機(jī)械手), 表現(xiàn)非線性 征。因?yàn)橛泻芏?可接受的點(diǎn)電流,流”流體(MRF)一直被認(rèn)為 表1列的優(yōu)點(diǎn) 一個(gè)有吸 力的選擇,和最 已被用于治療人類友好的機(jī)械手 (Thanh和安,2006 )。雖 些系統(tǒng) 解決光滑的致動(dòng)器的動(dòng) 的步驟成功, 假設(shè)兩個(gè)軸PAM機(jī)械手 用 未來治療機(jī)械手, 我們研究的最終 標(biāo), 要現(xiàn)快 的 ,即使外慣性” 劇烈和 無以 同的 率。 因,要現(xiàn)良好的控制性能,一個(gè)MRB備的機(jī)械手 。相平面使用MRB切換控制 方法提 的情fi ,和 法的有currency1性 及一二軸PAM機(jī)械手 。結(jié)果表,機(jī)械手的 性可以 高 益控制 率的 和外 的” , 有 低 度和兩個(gè)軸PAM機(jī)械手 度低。 2。置 2.1置 兩個(gè)軸氣動(dòng)人工肌肉機(jī)械手 1所 。的 表1。流”流體相比。 1。兩個(gè)軸氣動(dòng)人工肌肉機(jī)械手 2。氣動(dòng)人工肌肉機(jī)械手的工 理。 3。設(shè)備的 。 4。建設(shè)工。 人工肌肉和外轉(zhuǎn)動(dòng), 2所 的結(jié)果 的 力 。 度,1和2,與 轉(zhuǎn) 器 量(Metronix,S48 8-3600zo)和 到 機(jī)一個(gè)24位的 器 (研 PCL,833)。外慣性 可以從20” KGFcm2 40 KGFcm2 ,200 % 的” 相對(duì)于最小慣性 同 率的 ( )被認(rèn)為 。0.4范圍MPa 力和控制 進(jìn) 行的 C 。 3 的 置的 。 對(duì)2.2個(gè) 點(diǎn) 的MRB的設(shè) 4所 。轉(zhuǎn) 軸 ,可相對(duì)于 體 轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn) 和 體 的 MRF。的MRB制動(dòng)力矩可由 線的電流控制。流”液的表度 currency1的 用 “的 ” , 有currency1的 常度的。 面的 fiflMRB的 點(diǎn) 量“ 5和表3。MRB與扭矩 器和電機(jī)連接系列。 ,轉(zhuǎn) 從100” 轉(zhuǎn) 1000 轉(zhuǎn)和所施的電流從0到1的 。些范圍 因?yàn)橄到y(tǒng)的 達(dá) 到1000 轉(zhuǎn)和最 電流用于MRB 1 。 5 力矩與電流的” (a)和 (b)轉(zhuǎn) 的MR制動(dòng)。從 5, ,對(duì) 扭矩 的 轉(zhuǎn) 度和 比于電流。因,方程(1)的電流 和 轉(zhuǎn)矩的結(jié) 表3。對(duì) 量“。 W 轉(zhuǎn) rpm I 的 用J. ”,A和B 常 使用 點(diǎn)MRB 線。 3??刂葡到y(tǒng) 3.1位置控制系統(tǒng) 種PAM機(jī)械手的控制, 統(tǒng)的PID控制 法為本研究的基本控制器。控制器的能 域 表 以 ”換()產(chǎn)量 所得的 的PID控制器 序列K可以表 為一個(gè)型的執(zhí)行 u(k)和E(k) 控制到設(shè) 點(diǎn)和 點(diǎn)的 的控制閥和 ,分別。 外,使用MRB fl和的 和提高的PAM機(jī)械手的控制性能的有currency1 度(因?yàn)?高的的)。 ”,s 普 ”量, 由 機(jī)械產(chǎn)生的扭矩,TC 轉(zhuǎn)矩,KED 扭矩 度比 益,和VC 由方程 的 控制電 (1)產(chǎn)生TC。 轉(zhuǎn)矩的 方 與 轉(zhuǎn)方 相 的手 。因,方程(6)低于表, 器產(chǎn)生的 轉(zhuǎn)矩結(jié)。 所提的相平面切換控制方法的結(jié)構(gòu) 6所 。 3.2 統(tǒng)相平面切換控制方法 7 統(tǒng)相平面切換控制方法。 域,手 的方法所需的 度 度,一個(gè) B,C D, 7(a), 適用的, ( )B C,D E, 用于提高快 到 的 度的 性能。雖 系統(tǒng) 成功 ,的量 (與 )由于 控點(diǎn) (C,E )。外,假設(shè)2軸PAM機(jī)械手 用 未來的治療機(jī)械手(我們 研究的最終 標(biāo)),要現(xiàn)快 ,即使外慣性” 劇烈和 ,一個(gè) 發(fā)生的 率范圍 的 率無 。 3.3個(gè) 題的相平面 控制 法的新 轉(zhuǎn)矩T B, 式1所 ,提高機(jī)械手的 性能。由于 的機(jī)械手的轉(zhuǎn)動(dòng)方 相 的轉(zhuǎn)矩的用, 性能 。 域的 的方法所需的 度 度,O A,B C,D E,F(xiàn) G, 8(a), 適用由于高 度 必需的。 所需的 域,即對(duì) 的 B,C D,E F,G 8 H (一),電流被施到 性能,從 使 快 到 的 度。要 施 currency1,相平面。 6。的相平面 控制的新 。 7。常 的相平面切換控制方法。 8(b)用。 相平面 的 軸線對(duì) 的 E R所需 度和 度 ,與 直軸對(duì) 于 的 導(dǎo),e de DT= =。 個(gè)點(diǎn)的相平面 的一個(gè) H對(duì) 于 8同的 點(diǎn) (一)。 ”,與 用的域 由1 1 1 2 h控制(S),H(S),的 度 8。相平面切換控制方法的新 。 8線(B)。 轉(zhuǎn)矩的 用 域控制為1 h和2 h??刂?MRB 用的優(yōu) 需要 低 度。提的控制器的有currency1性 研究。 4。結(jié)果 研究,一二軸PAM機(jī)械手 用相平面 控制器,新 的控制器,和用 為 兩個(gè) 同的 率進(jìn)行(f = 0.3 Hz和0.5 Hz)。兩個(gè)外慣性 (1 = 20 KGFcm2 2 = 40 KGF平方 )進(jìn)行 (連接到 2 )。外,常 的PID控制器,控制器的比較。 ,進(jìn)行, 同的 率所提的控制器的有currency1性( 點(diǎn)1)。 9 的比較 統(tǒng)的PID控制器,控制器 合1結(jié)果的有currency1性和所提的控制 10相對(duì)于 9。常 PID控制器和控制器 的比較(1)。 F = 0.3Hz和F = 0.5Hz。 ,所提的控制器的 始值設(shè)置為6,P 190 10 K =,6 我10 10 K =,6 D 150 10 K =,ED 0.015 k = 1,2 C 0.8,1,2,T = H =H =。 和錯(cuò) ,得到些。些結(jié)果表,有一個(gè) 的 和 相對(duì)于 的 率的 當(dāng)用PID 控制器 率為0.5Hz, 沉 少,性能 保使用所提的控制器。 力矩 適用于快 ,機(jī)械手 始移動(dòng),和 轉(zhuǎn)矩的MRB 用到PAM摩 的 轉(zhuǎn)軸 10。所提的控制器的結(jié)果(1) 機(jī)械手 少超fl , 器達(dá)到所需的 度。次,研究相對(duì)于 同的 的 率控制性能( 點(diǎn)2)。外,外的慣性(1 = 20 KGFcm2 2 = 40 KGF平方 )連接到 的端 11。常 PID控制器和控制器 的比較(接頭2,1)。 2,和控制的設(shè)置 1相同的接頭。 11和 12 的PID控制器和所提的比較 對(duì)于 的 率和外的 始 控制器。些 表,有一個(gè) 的 和 的 和 發(fā)生相對(duì)于 率的 ,以及 外 始。 PAM的機(jī)械 同 與 使用新的相平面 控制器。建議的新的相平面 控制 法的有currency1性也 。13和14。結(jié)果表,一個(gè)良好的控制性能和較強(qiáng)的魯 棒性 力 1。常 PID控制器和控制器 的比較(接頭,)。 獲得, 依賴于外的 始使用所提的控制方法。些結(jié)果表, 轉(zhuǎn)矩施和釋放非常 繁“所需的 度的方法。結(jié)果表,所提的 法 各種外用 有currency1的和 依賴于 率。外,“解,PAM的機(jī)械 轉(zhuǎn) 的 到所需 度小的 。的結(jié)論 ,新提的相平面 控制 法有currency1與高 益控制 控制, 具有良好的控制性能,快 ,和 同的外慣性和 率 具有較強(qiáng)的魯棒 性。 5。結(jié)論 研究,相平面 控制用流”制動(dòng)器的提和 用一二軸氣動(dòng)新 人工肌肉機(jī)械手的各種外用 提高控制性能和 的 率。 結(jié)果表,控制 法 軌跡控制的高currency1和高 益控制,控制 性能好, 度快,強(qiáng) 的,對(duì)外和 率” 的魯棒 性。 研究結(jié)果還表,所提的相平面 用MRB切換控制 發(fā)展一個(gè)際可用的最有currency1的方法 一,使用PAM的 人類友好的機(jī)械手 機(jī)械手。 認(rèn) 工 由蔚山 學(xué)的支持 ,韓國。 工具書類 安,k和清,T. 盛頓 ,004,“使用智能切換控制方法的氣動(dòng)人工肌肉 機(jī)械手的控制性能的 ,”ksm,int,怨婦。,卷8,8號(hào),1388頁 1400。 安,k和清,T. 盛頓,005 ,“非線性PID控制 PAM的機(jī)械手的神經(jīng) 網(wǎng)絡(luò)控制性能, ksm,int,怨婦。,卷19,1號(hào),106頁 115。 安,k,清,T. 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