摘要：面向新形势下高质量机械电子工程专业人才培养需求,通过打造跨学期、跨类型、跨课程的“超级金课”课程群系统,形成基于分层项目的双层次课程群,加强课程体系设计的同时,实现课程间的实质性交叉融合,消除不同课程间的壁垒,加强教师间的合作交流,有效提高学生解决复杂问题的综合能力和高级思维,为“新工科”背景下强交叉专业工程教育改革提供新思路。

摘要：针对大型精密复杂零部件的集成装配,提出一种将全域全向运动与调姿微运动融合于一体的轮式并联调姿机器人。通过共享部分自由度方式将全向运动特征融合于并联机构,解决大范围任意方向移动与小空间内精密调姿高效连续操作的问题;针对轮式并联调姿装备的定平台开放特性与冗余特征,设计基于力位混合的单分支与整体冗余控制策略,选取并优化轮式并联调姿机构的主动输入方式,基于螺旋理论对位置控制轴的选取合理性进行分析,评估2种控制方式在不同的末端姿态域内的性能,得到设备在不同目标姿态时力位混合控制主动输入选取策略。基于ADAMS与Simulink软件搭建环境一致性良好,可控制较强的机电一体化模型,验证轮式并联调姿装备采用力位混合控制策略可行性与设备调姿精度。工程样机实验结果验证了所提出的冗余控制策略能够实现轮式并联调姿机器人功能,保证了调姿精度,为开发具有高可靠性、大尺度、重载荷、高精度同时兼具高精度全向运动和精密调姿功能的高效连续作业特征的6自由度并联调姿、对位、装配智能机器人奠定了理论与实践基础。

摘要：新能源汽车是我国应对节能减排挑战的需要,发展前景巨大。针对新能源汽车车身主要采用铝合金材料,要求加工机床灵巧轻便,整体刚度适中,能够实现复杂曲面的精准成形等需求,提出一种基于RPR/RP平面并联的五自由度混联机器人构型。首先,建立RPR/RP+2R+P五自由度混联机器人基本构型,分析计算混联机器人的自由度,完成五自由度混联机器人的初始样机结构设计。其次,求解并联与混联构型位置的正反解以及速度雅可比。然后,求解五自由度混联机器人的位姿空间;以分支杆驱动力为优化指标,工作空间内机构运转不干涉为约束条件,采用Adams-Matlab联合仿真定量分析各结构参数对分支驱动力的影响,以线性回归算法进行数据拟合,完成初始样机的尺度优化。最后,以混联机器人整机及其关键构件的刚度为优化指标,采用有限元分析的探究方法对五自由度混联机器人初代样机实现递进式的结构调整,对整机进行模态分析以得到机器人振动特性。在满足刚度要求的前提下,采取少分支构型降低制造成本,加工过程可视,为针对轻薄结构件加工的混联机器人设计提供了新思路。

摘要：目的防止大质量的线辊表面的金刚线在包装工作中受到碰撞、挤压,同时解决包装工艺流程复杂、空间布局不合理及人工效率低等问题。方法基于三平动并联机构设计易损类线辊包装生产线,首先分析系统的整体结构功能,采用模块设计法分别对包装线的关键模块进行结构设计。针对3P(4S)并联机器人利用矢量法进行位置正反解分析,使用数值法对其工作空间进行求解,利用拉格朗日法分析并联机器人的动力学,并在Adams与Matlab软件中验证分析结果。最后,基于MCD与Simulink软件对包含有并联机器人模块的易损类线辊包装生产线进行联合仿真。结果在NX MCD与Simulink联合仿真中,各部分运动连续且并联机械手模块运动稳定并到达所需位置。整个易损类线辊包装生产线可完整连续工作,实现了易损类线辊包装生产线的自动化包装,包装的生产效率由2 min提高到46 s。结论基于3P(4S)机构的易损类线辊包装线能很好地解决表面易损类线辊包装线自动化问题,可应用于稳定性要求高、大负载、包装工艺复杂的线辊类产品包装生产线中。

摘要：通过力对机器人进行运功控制是人机交互一个重要组成部分。将六维力感知机理与机器人控制技术融合,以力信息作为人机交互系统的控制输入,制定了响应迅速,运行稳定的随动控制策略,搭建了集成六维力感知、上位机控制、机器人系统的人机交互及测试平台,实现了机器人对于施力者的随动运动控制。基于此平台制定了轴孔装配控制策略,进行了轴孔装配测试,为补偿机器人末端运动偏转过程中所受耦合力干扰,对六维力传感器进行了运行过程中的标定,将实际补偿模型与理论模型进行了对比分析,并对机器人末端执行器进行受力补偿,结果表明,人机交互随动系统测试结果良好,为工业机器人装配任务中的初始定位不明确问题及轨迹规划示教提供了参考。

摘要：金刚线断线检测是金刚线生产过程中的重要环节。针对现有接触式检测方法敏感度低、断线反馈滞后等问题,提出了一种基于机器视觉检测激光下金刚线反射的光斑点的非接触式断线检测方法。设计了一个金刚线光斑点检测的嵌入式平台,并基于图像处理技术对光斑点检测方法进行了研究。首先,对原始图像进行预处理、空间滤波操作和直方图均衡化,滤除了背景中大部分的细小干扰亮斑点,突出了暗背景下的目标斑点,利用改进的局部自适应阈值算法,有效地将目标斑点和背景进行分离,减轻了斑点亮度不均对斑点分割的影响。接着,提出基于RANSAC算法的多约束目标轮廓检测算法,结合斑点的几何形态、分布和线性分布规律,对目标斑点进行轮廓检测,进一步滤除了图像中的干扰斑点,有效地识别出了所有目标光斑点,得到了较理想的光斑点分割与检测的效果。最后在金刚石产线搭建样机实验,在金刚线生产周期中,系统光斑点检测正确率达到了99.9%以上,同时检测系统在断线反馈时间相较于现有系统快90.7%,同时在误报警率上,检测系统优于现有系统。实验结果表明,该检测系统能够准确稳定进行断线检测,为金刚线检测提供了一套良好的参考方案。