物料搬运机械手的安全避障技术研究
发布时间：2021-02-07 11:49
物料搬运机械手是工业机器人的一个重要类别,广泛用于自动化生产以及柔性加工领域,代替人工完成车间内产品装配或货物搬运等工作。工业机械手主要由刚性极强的金属材料构成导致质量较大,一旦发生失控,其巨大惯性产生的冲击力必将产生巨大破坏力,造成人员安全隐患和财产设备的损失。机械手智能化主要依靠各种传感器的加持实现,正是基于避障传感器,机械手的避障技术的研究得以持续发展。本课题的研究内容如下:了解搬运机械手的工作原理和流程,分析机械手在运作过程中可能存在的故障隐患;基于机械手的用途,使用Soild Works制图软件建立机械手的三维模型,并对其进行动力学分析以验证稳定性;分析用于机器人控制的控制系统并加以优化;以安全研究为重点,着重设计用于提升安全性能的安全避障系统;对目前应用于避障和路径规划领域的经典算法和智能算法进行介绍,选择人工势场法作为本次物料搬运机械手的避障算法,对该算法存在的传统局限进行分析和改进,提升算法的执行效率,提升机械手的安全作业性能,避免由于避障算法缺陷等因素造成安全事故。
【文章来源】：上海应用技术大学上海市
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及意义
1.2 机械手技术发展历程与研究现状
1.2.1 国外机械手技术发展历程与研究现状
1.2.2 国内机械手技术发展历程与研究现状
1.3 机械手避障技术综述
1.3.1 避障传感器技术
1.3.2 基于智能算法的路径规划技术
1.4 论文研究内容与章节结构
1.5 本章小结
第2章 工业机器人安全问题与事故分析
2.1 工业机器人安全问题
2.2 工业机器人的事故分析
2.2.1 工业机器人的事故调查统计
2.2.2 工业机器人事故分析
2.3 工业机器人故障分析
2.3.1 故障树分析法及其原理
2.3.2 搬运机械手避障失灵故障树的建立
2.4 本章小结
第3章 物料搬运机械手的建模与仿真分析
3.1 物料搬运机械手三维建模
3.1.1 Soildworks三维建模软件
3.1.2 物料搬运机械手建模过程
3.2 物料搬运机械手的动力学分析
3.2.1 虚拟样机技术
3.2.2 动力学仿真软件
3.2.3 物料搬运机械手的动力学仿真
3.3 本章小结
第4章 物料搬运机械手控制系统的设计与安全性自评
4.1 机械手的运动控制系统
4.1.1 机械手的运动控制系统的设计
4.1.2 机械手的运动控制系统安全性自评
4.2 机械手的安全避障系统
4.2.1 机械手的安全避障系统设计
4.2.2 机械手的安全避障系统安全性自评
4.3 本章小结
第5章 改进人工势场法的搬运机械手避障路径规划
5.1 传统人工势场法
5.1.1 人工势场函数的建立
5.1.2 基于人工势场法的避障规划
5.1.3 传统人工势场法的缺陷
5.2 改进人工势场法
5.2.1 虚拟障碍物法
5.2.2 目标不可达缺陷的改进
5.3 仿真验证与结果分析
5.3.1 目标不可达问题的改进仿真验证
5.3.2 局部极小值问题改进仿真验证
5.4 本章总结
第6章 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读学位期间所展开的科研项目和发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]工业机器人的技术发展趋势及维护措施[J]. 李华辉. 湖北农机化. 2019(21)
[2]工业机器人故障分析及可靠性测试的必要性[J]. 郑旭,李亚光,邱辉. 中国仪器仪表. 2019(10)
[3]工业机器人的发展现状和未来趋势[J]. 王琳辉. 科学技术创新. 2019(29)
[4]我国工业机器人的现状及发展趋势[J]. 方大卫. 电子技术与软件工程. 2019(18)
[5]传感器技术在机电自动化中的应用[J]. 韩冰. 南方农机. 2019(16)
[6]基于人工势场法的多智能体避障研究[J]. 孙雅兰,张德育,盛丽丽. 中国新通信. 2019(16)
[7]工业机器人发展综述[J]. 冯旭,宋明星,倪笑宇,马立勇,王少雷. 科技创新与应用. 2019(24)
[8]工业机器人的现状及发展趋势[J]. 刘显忠. 中外企业家. 2019(23)
[9]工业机器人的发展现状与趋势探析[J]. 贾蒙蒙. 花炮科技与市场. 2019(03)
[10]传感器技术在机电一体化系统中的应用分析[J]. 钟兢. 中国设备工程. 2019(15)
博士论文
[1]超声无损检测双机械手扫查技术的关键问题研究[D]. 卢宗兴.北京理工大学 2016
硕士论文
[1]基于多传感器技术工业机器人的研究与应用[D]. 石稳.浙江海洋大学 2019
[2]移动机器人避障与轨迹规划[D]. 余冬冬.浙江大学 2017
[3]仓储搬运机器人控制系统设计与实现[D]. 徐航宇.南京理工大学 2017
[4]基于多传感器信息融合的移动机器人避障研究[D]. 杨小菊.沈阳理工大学 2017
[5]汽车发动机缸盖清洗上料机械手动静态分析及结构优化[D]. 方元.济南大学 2016
[6]PRRR多关节机械手的动力学分析及其仿真的研究[D]. 刘义杰.沈阳工业大学 2015
[7]可编程电伴热控制器设计与实验研究[D]. 杨汝军.北京工业大学 2014
[8]消防控制图形显示系统软件的设计与实现[D]. 嵇子航.大连理工大学 2014
[9]AGV视觉导航技术与路径规划[D]. 章植栋.长安大学 2013
[10]家庭服务机器人物体识别与抓取的研究[D]. 朱晓莉.中国计量学院 2013
本文编号：3022180
【文章来源】：上海应用技术大学上海市
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及意义
1.2 机械手技术发展历程与研究现状
1.2.1 国外机械手技术发展历程与研究现状
1.2.2 国内机械手技术发展历程与研究现状
1.3 机械手避障技术综述
1.3.1 避障传感器技术
1.3.2 基于智能算法的路径规划技术
1.4 论文研究内容与章节结构
1.5 本章小结
第2章 工业机器人安全问题与事故分析
2.1 工业机器人安全问题
2.2 工业机器人的事故分析
2.2.1 工业机器人的事故调查统计
2.2.2 工业机器人事故分析
2.3 工业机器人故障分析
2.3.1 故障树分析法及其原理
2.3.2 搬运机械手避障失灵故障树的建立
2.4 本章小结
第3章 物料搬运机械手的建模与仿真分析
3.1 物料搬运机械手三维建模
3.1.1 Soildworks三维建模软件
3.1.2 物料搬运机械手建模过程
3.2 物料搬运机械手的动力学分析
3.2.1 虚拟样机技术
3.2.2 动力学仿真软件
3.2.3 物料搬运机械手的动力学仿真
3.3 本章小结
第4章 物料搬运机械手控制系统的设计与安全性自评
4.1 机械手的运动控制系统
4.1.1 机械手的运动控制系统的设计
4.1.2 机械手的运动控制系统安全性自评
4.2 机械手的安全避障系统
4.2.1 机械手的安全避障系统设计
4.2.2 机械手的安全避障系统安全性自评
4.3 本章小结
第5章 改进人工势场法的搬运机械手避障路径规划
5.1 传统人工势场法
5.1.1 人工势场函数的建立
5.1.2 基于人工势场法的避障规划
5.1.3 传统人工势场法的缺陷
5.2 改进人工势场法
5.2.1 虚拟障碍物法
5.2.2 目标不可达缺陷的改进
5.3 仿真验证与结果分析
5.3.1 目标不可达问题的改进仿真验证
5.3.2 局部极小值问题改进仿真验证
5.4 本章总结
第6章 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读学位期间所展开的科研项目和发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]工业机器人的技术发展趋势及维护措施[J]. 李华辉. 湖北农机化. 2019(21)
[2]工业机器人故障分析及可靠性测试的必要性[J]. 郑旭,李亚光,邱辉. 中国仪器仪表. 2019(10)
[3]工业机器人的发展现状和未来趋势[J]. 王琳辉. 科学技术创新. 2019(29)
[4]我国工业机器人的现状及发展趋势[J]. 方大卫. 电子技术与软件工程. 2019(18)
[5]传感器技术在机电自动化中的应用[J]. 韩冰. 南方农机. 2019(16)
[6]基于人工势场法的多智能体避障研究[J]. 孙雅兰,张德育,盛丽丽. 中国新通信. 2019(16)
[7]工业机器人发展综述[J]. 冯旭,宋明星,倪笑宇,马立勇,王少雷. 科技创新与应用. 2019(24)
[8]工业机器人的现状及发展趋势[J]. 刘显忠. 中外企业家. 2019(23)
[9]工业机器人的发展现状与趋势探析[J]. 贾蒙蒙. 花炮科技与市场. 2019(03)
[10]传感器技术在机电一体化系统中的应用分析[J]. 钟兢. 中国设备工程. 2019(15)
博士论文
[1]超声无损检测双机械手扫查技术的关键问题研究[D]. 卢宗兴.北京理工大学 2016
硕士论文
[1]基于多传感器技术工业机器人的研究与应用[D]. 石稳.浙江海洋大学 2019
[2]移动机器人避障与轨迹规划[D]. 余冬冬.浙江大学 2017
[3]仓储搬运机器人控制系统设计与实现[D]. 徐航宇.南京理工大学 2017
[4]基于多传感器信息融合的移动机器人避障研究[D]. 杨小菊.沈阳理工大学 2017
[5]汽车发动机缸盖清洗上料机械手动静态分析及结构优化[D]. 方元.济南大学 2016
[6]PRRR多关节机械手的动力学分析及其仿真的研究[D]. 刘义杰.沈阳工业大学 2015
[7]可编程电伴热控制器设计与实验研究[D]. 杨汝军.北京工业大学 2014
[8]消防控制图形显示系统软件的设计与实现[D]. 嵇子航.大连理工大学 2014
[9]AGV视觉导航技术与路径规划[D]. 章植栋.长安大学 2013
[10]家庭服务机器人物体识别与抓取的研究[D]. 朱晓莉.中国计量学院 2013
本文编号：3022180
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