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文章编号：工业机器人的末端执行器结构分析综述姜楚峰，潘传奇，马野，王磊,张芝虎（大连交通大学机械工程学院，辽宁大连116028）摘要：工业机器人的末端执行器(夹持器机构)是机器人操作机与工件、工具等直接接触并进行作业的装置,是机器人的关键部件之一.末端执行器是直接执行工作的装置，它对扩大机器人的作业功能、应用范围和提高工作效率都有很大的影响，因此对机器人的各种末端执行器结构分析研究有着非常重要的意义.抓取不同特征的物件需要有着不同类型的结构和驱动源.。
本文就末端执行器的常用结构，根据不同类型的结构特性分类来进行分析各种夹持机构的特点和适用范围。
关键词:末端执行器，夹持器，结构分析，结构特性分类中图分类号:文献标识码：AReview of End—effectors Structure of industrial robot Analysis Jiang Chu feng，Pan Chuan—qi，Ma Ye,Wang Lei,Zhang Zhi—hu(College of Mechanical Engineering， Dalian Jiaotong University， Dalian 116028， China）Abstract： End—effector (the clamping device） of the industrial robot is the robot manipulator is in direct contact with the workpiece, the tool and operating the apparatus，is one of the key components of the robot. End-effector is a direct implementation of the device, it expand miracle job functions, application range and improve work efficiency has a significant impact, and a variety of robot end effector structure analysis of the research has a very important significance。
大型复杂曲面机器人加工关键技术及应用公示全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：随着科技的不断发展，大型复杂曲面机器人加工技术已经成为工业制造领域中不可或缺的一部分。
这一技术的应用范围非常广泛，涵盖了航空航天、汽车制造、船舶建造等多个领域。
本文将介绍大型复杂曲面机器人加工的关键技术及其应用。
一、大型复杂曲面机器人加工的概念大型复杂曲面机器人加工是指利用机器人技术对曲面结构进行加工处理的过程。
这种加工方式不仅可以提高加工的精度和效率，还可以减少人工劳动，降低生产成本。
大型复杂曲面通常具有曲线多、复杂度高的特点，传统的加工方法往往难以满足其精度和质量要求。
1. 曲面扫描技术：曲面扫描是大型复杂曲面机器人加工的第一步，通过扫描仪对待加工的曲面进行扫描，生成三维曲面模型，为后续加工提供准确的数据支持。
2. 路径规划技术：路径规划是大型复杂曲面机器人加工的核心技术之一，它确定了机器人在加工过程中的轨迹和速度，直接影响加工效率和质量。
3. 自动校正技术：由于大型复杂曲面通常具有形状复杂、尺寸精度要求高等特点，机器人加工过程中难免会出现误差，因此自动校正技术就显得尤为重要。
4. 高精度传感技术：传感技术在大型复杂曲面机器人加工中起着至关重要的作用，通过传感器对加工过程进行监控和反馈，实时调整机器人的运动轨迹，保证加工精度和质量。
5. 智能化控制技术：大型复杂曲面机器人加工通常需要多个机器人协同作业，智能化控制技术可以实现对多台机器人的集中控制和调度，提高加工效率和生产能力。
1. 航空航天领域：在航空航天领域，大型复杂曲面机器人加工技术被广泛应用于飞机机身、发动机外壳等部件的加工和组装，可以大大提高零部件的精度和质量。
2. 汽车制造领域：在汽车制造领域，大型复杂曲面机器人加工技术可以用于汽车车身的焊接、涂装等工艺，提高汽车生产线的自动化程度和生产效率。
3. 船舶建造领域：在船舶建造领域，大型复杂曲面机器人加工技术可以用于船体的加工和装配，提高船舶制造的精度和速度，缩短建造周期。
第53卷第3期2021年6月Vol.53No.3Jun.2021南京航空航天大学学报Journal of Nanjing University of Aeronautics&Astronautics一种适用于飞机壁板自动化制孔的法向修正技术罗群1，李欢庆1，张一帆2，薛宏1，刘鹏1（1.中航工业西安飞机工业集团股份有限公司，西安710089；2.浙江大学机械工程学院，杭州310027）摘要：在飞机装配中制孔的位置和法向精度将直接影响飞机最终的装配质量。
自动化制孔以飞机数模为基准，但在实际装配过程中，由于受多源耦合装配误差影响，壁板等大型柔性结构件的实际外形不可避免地会与理论数模出现偏差，因此需要对制孔位置和法向进行修正。
为了减少制孔法向偏差和提高制孔效率，本文结合大型飞机机翼壁板的结构特点，提出一种基于基准孔插值的法向偏差修正技术。
通过激光位移传感器的测量值计算得到各基准孔的实际法矢方向，结合视觉测量系统得到基准孔孔位偏差，利用插值算法实现其余孔位的法向修正。
试验结果表明，该修正技术可实现法向误差不超过0.3°，制孔效率相比逐孔修正可提升约25%。
关键词：飞机装配；飞机壁板；自动制孔；曲面插值；法向修正中图分类号：V262.4文献标志码：A文章编号：1005⁃2615（2021）03⁃0373⁃08A Normal Correction Technology Suitable for Automatic Drilling ofAircraft PanelsLUO Qun1，LI Huanqing1，ZHANG Yifan2，XUE Hong1，LIU Peng1（1.AVIC Xi’an Aircraft Industry Group Company Ltd.，Xi’an710089，China；2.School of Mechanical Engineering，Zhejiang University，Hangzhou310027，China）Abstract:The position and normal accuracy of the automatic drilling in aircraft assembly will directly affect the quality of the final product.The process of automatic drilling is designed based on the aircraft’s digital model.However，in the assembly shop-floor，under the influence of superimposed multi-source assembly deviation，the physical shapes of large flexible structural parts like wing panels will inevitably deviate from the theoretical model.Therefore，the position and normal directions of connecting holes need to be corrected.In order to reduce the normal deviation and improve the drilling efficiency，we propose a normal correction technology based on interpolation of reference holes considering the structural characteristics of panel skins of large aircraft.The actual normal direction of each reference hole is calculated by the measurement values of laser displacement sensors，and the position deviations of the reference holes are obtained in conjunction with the visual measurement system.Based on the information of reference holes，the normal correction of the remaining holes is realized by using an interpolation algorithm.The test results show that the proposed correction technology can achieve normal accuracy within0.3°，and the drilling efficiency can be improved by about25%compared with the traditional correction technology.Key words:aircraft assembly；aircraft panels；automatic drilling；surface interpolation；normal correction在飞机装配领域，结构件的连接是整机装配过程中较为关键的一个环节，一架大型飞机上往往分布有数百万个连接件。
《采摘机器人末端执行器设计与抓取特性研究》一、引言随着科技的进步和农业现代化的推进，采摘机器人成为了提高农业生产效率和减少人工成本的重要工具。
而末端执行器作为采摘机器人的核心部分，其设计和抓取特性直接影响着机器人的工作效率和准确性。
因此，对采摘机器人末端执行器设计与抓取特性的研究具有重要的现实意义。
二、采摘机器人末端执行器设计1. 设计要求与目标采摘机器人末端执行器设计需满足以下要求：适应不同形状和大小的果实，确保抓取的稳定性和准确性，同时要保证轻便、耐用和低能耗。
设计目标是通过精确的机械结构和智能控制系统，实现自动化、高效化的果实采摘。
2. 结构设计末端执行器主要由夹持机构、驱动机构和控制机构三部分组成。
夹持机构负责与果实接触并实现夹持动作，驱动机构提供夹持动作的动力，控制机构则负责整个执行器的控制与协调。
其中，夹持机构的设计是关键，需根据果实的形状和大小进行定制化设计。
3. 材料选择执行器的材料选择需考虑其强度、耐磨性、耐腐蚀性以及轻量化等因素。
常用的材料包括高强度合金、工程塑料等。
此外，为保证执行器的耐用性，还需对关键部件进行表面处理，如喷涂防腐漆等。
三、抓取特性研究1. 抓取稳定性研究抓取稳定性是评价末端执行器性能的重要指标。
通过优化夹持机构的结构和材料，以及合理设置夹持力的大小和方向，可提高抓取的稳定性。
此外，还可通过引入视觉系统和力觉传感器，实现精确的定位和力控制，进一步提高抓取的稳定性。
2. 抓取速度与效率研究为提高采摘机器人的工作效率，需对末端执行器的抓取速度与效率进行研究。
通过优化驱动机构的传动方式和控制策略，可实现更快的夹持动作和更高的工作效率。
同时，结合智能控制算法，可实现多任务并行处理和优化调度，进一步提高机器人的工作效率。
四、实验与分析为验证设计的合理性和抓取特性的有效性，我们进行了大量的实验和分析。
实验结果表明，优化后的末端执行器能够适应不同形状和大小的果实，具有较高的抓取稳定性和工作效率。
一种7DOF机械臂逆运动学解析算法及其应用一种7自由度（7DOF）机械臂逆运动学解析算法是指通过给定末端执行器的位置和姿态，计算出机械臂各关节角度的算法。
逆运动学问题是机械臂控制的重要问题之一，解决了逆运动学问题，就能够实现机械臂在特定位置和姿态下的精准控制。
7DOF机械臂是指拥有7个关节的机械臂，每个关节都可以进行旋转运动。
这类机械臂在工业自动化、医疗设备、物流等领域有着广泛的应用。
由于关节数量较多，其逆运动学解析解的求解通常较为复杂。
一种常用的逆运动学解析算法是解析几何法。
该算法通过求解方程组来计算机械臂的关节角度。
具体而言，通过将机械臂的几何特性转化为数学方程，然后利用数学方法求解方程组，从而得到机械臂的关节角度。
解析几何法的基本原理是通过利用机械臂的几何关系，将终端执行器的位置和姿态转换为表示关节角度的方程，然后通过求解这些方程得到关节角度。
具体而言，可以通过三角函数、旋转矩阵等数学方法进行计算。
逆运动学解析算法的应用有很多，以下是几个常见的应用场景：1.工业自动化：机械臂在工业生产线上的应用非常广泛，可以实现对物体的抓取、搬运、装配等任务。
逆运动学解析算法可以帮助机械臂精确地完成这些任务，提高生产效率。
2.医疗设备：机械臂在医疗设备中的应用越来越多，可以用于手术辅助、病人抬床、康复训练等。
逆运动学解析算法可以确保机械臂在操作过程中的精确性和安全性。
3.物流：机械臂在仓储物流系统中的应用也越来越普遍，可以实现货物的分拣、装载、搬运等任务。
逆运动学解析算法可以帮助机械臂快速准确地完成这些物流任务，提高物流效率。
总之，7DOF机械臂逆运动学解析算法是机械臂控制中的关键技术之一、解决了逆运动学问题，可以实现机械臂在特定位置和姿态下的精确控制。
随着机械臂技术的不断发展和应用的扩大，7DOF机械臂的逆运动学解析算法将继续得到广泛的研究和应用。
大型复杂曲面机器人加工关键技术及应用一、引言大型复杂曲面机器人加工是现代制造业中一个重要而具有挑战性的领域。
复杂曲面是指在三维空间中曲率连续变化的曲面，在汽车制造、航空航天、船舶制造等行业中得到广泛应用。
本文将探讨大型复杂曲面机器人加工的关键技术及应用。
二、关键技术1. 机器人运动规划机器人加工复杂曲面的首要问题是机器人在三维空间中的运动规划。
传统的机器人运动规划算法如RRT、PRM等在应对大规模、复杂运动规划问题时存在效率低下的问题。
因此，研究者提出了基于深度学习的机器人运动规划算法，通过深度神经网络将运动规划问题转化为一个监督学习问题，提高了运动规划的效率和准确性。
2. 机器人路径规划机器人路径规划是指确定机器人在加工过程中各个工作点的轨迹。
复杂曲面机器人加工中，路径规划的难点在于机器人需要在曲面上平滑移动，并避免碰撞。
研究者提出了基于样条曲线的路径规划算法，通过拟合曲面与机器人运动轨迹之间的关系，实现了机器人在曲面上的平滑移动。
3. 机器人姿态控制机器人姿态控制是指机器人在加工过程中保持正确的姿态，使工具与工件表面保持一定的相对位置关系。
由于复杂曲面的曲率变化连续，机器人姿态控制面临着困难。
研究者提出了基于自适应控制的姿态控制算法，通过估计工件曲面的曲率变化情况，实时调整机器人的姿态，实现了高精度的加工操作。
4. 机器人感知与定位机器人在加工过程中需要获取工件曲面的信息，并准确地感知自身的位置和姿态。
研究者提出了基于视觉和力觉传感器的感知与定位算法，通过图像处理和力学建模，实现了机器人对工件曲面的自动识别和自适应定位。
三、应用领域1. 汽车制造汽车车身外形复杂，曲面众多，因此大型复杂曲面机器人加工技术在汽车制造中具有广泛的应用。
通过机器人加工，可以实现汽车车身的高精度加工，提高生产效率和产品质量。
2. 航空航天航空航天产品的表面复杂度高，要求机器人在曲面上精确加工。
大型复杂曲面机器人加工技术可用于航空航天零部件的加工、装配和维修，为航空航天行业提供高效可靠的加工手段。
机器人tcp自动校准算法概述说明以及解释1. 引言1.1 概述机器人是在现代社会中广泛应用的一种自动化设备，它们可以执行复杂的任务和操作。
机器人的TCP（Tool Center Point）是指机器人末端执行器或工具所在的点，它对于机器人的精确控制和准确性至关重要。
然而，在实际应用中，由于多种因素的影响，如装配误差、姿态变化等，导致了机器人TCP位置不够精确和稳定。
因此，为了获得更高的运动精度和重复定位精度，需要进行机器人TCP的自动校准。
本文将介绍一种机器人TCP自动校准算法及其原理与方法，并通过实验设计和结果分析来验证该算法的有效性。
1.2 文章结构本文共包括五个部分。
第一部分为引言，在此部分将对文章进行概述说明以及目录展示；第二部分将介绍机器人TCP自动校准算法背景知识，包括TCP及其重要性解释、校准需求说明以及相关研究现状介绍；第三部分将详细介绍机器人TCP自动校准算法原理与方法，包括基本原理说明、算法设计思路解析以及校准方法实施步骤详解；第四部分将进行实验设计与结果分析，包括实验环境介绍和参数设置说明、校准算法实验流程描述及数据收集方法分析以及结果数据展示与讨论分析；最后一部分为结论与展望，对研究工作进行总结回顾、创新点与局限性分析反思，并提出后续研究方向建议及未来发展前景展望。
1.3 目的本文的目的是介绍一种机器人TCP自动校准算法。
通过该算法的应用，期望能够提高机器人的运动精度和重复定位精度，从而满足现代工业生产中对于高精度操作的需求。
通过实验验证，进一步探索该算法在不同环境下的适应性和有效性，并为后续相关研究提供参考和指导。
2. 机器人TCP自动校准算法的背景知识：2.1 机器人TCP和其重要性解释机器人的末端执行器被称为工具中心点（Tool Center Point，简称TCP），它位于机器人手臂的末尾，并用于执行各种任务。
TCP的位置和姿态对于机器人执行任务的准确性至关重要。
大型复杂曲面机器人加工关键技术及应用大型复杂曲面机器人加工是一项涉及多个学科领域的技术，旨在实现对复杂曲面工件的高精度加工。
本文将从机器人的结构设计、路径规划和控制策略等方面，探讨大型复杂曲面机器人加工的关键技术及应用。
一、机器人结构设计大型复杂曲面机器人的结构设计是实现高精度加工的基础。
其结构通常由机械臂、传感器、控制系统等组成。
机械臂的结构形式多样，可以是串联或并联结构，也可以是混合结构。
对于复杂曲面加工，常采用柔性机械臂或带有自适应装置的机械臂，以适应工件表面的复杂曲率。
二、路径规划路径规划是大型复杂曲面机器人加工中的关键技术之一。
通过合理规划机器人的运动轨迹，可以实现对复杂曲面的高效加工。
常用的路径规划方法包括离散化路径规划和连续路径规划。
离散化路径规划将复杂曲面划分为多个小区域，然后通过在每个小区域内规划机器人的运动轨迹，最终实现对整个复杂曲面的加工。
连续路径规划则通过数学模型和优化算法，直接规划机器人的连续运动轨迹，以实现高效加工。
三、控制策略控制策略是大型复杂曲面机器人加工的核心技术之一。
通过采用合适的控制策略，可以实现机器人的高精度定位和稳定运动。
常用的控制策略包括PID控制、自适应控制和模糊控制等。
PID控制通过对机器人的位置、速度和加速度进行反馈调节，实现精确的运动控制。
自适应控制根据工件表面的曲率变化，自动调整机器人的运动参数，以适应复杂曲面的加工需求。
模糊控制则根据事先建立的模糊规则，对机器人的运动进行模糊推理和决策，以实现对复杂曲面的加工。
大型复杂曲面机器人加工技术的应用非常广泛。
例如，在航空航天领域，可以利用大型复杂曲面机器人对飞机机身进行加工，以提高飞机的气动性能和外观质量。
在汽车制造领域，可以利用大型复杂曲面机器人对汽车车身进行加工，以实现高质量的表面涂装和装配。
在建筑领域，可以利用大型复杂曲面机器人对建筑外墙进行加工，以实现建筑外观的个性化设计。
大型复杂曲面机器人加工是一项具有重要意义的技术。
基于Stewart平台的机器人自动制孔末端执行器建模与控制基于Stewart平台的机器人自动制孔末端执行器建模与控制摘要：随着工业自动化的不断发展，机器人在制造业中的应用变得越来越广泛。
本文针对机器人自动制孔这一特定任务，通过建模和控制方法，设计了一种基于Stewart平台的末端执行器，实现了精确、高效、自动化的制孔过程。
关键词：机器人制孔，Stewart平台，建模，控制1. 引言机器人在制造业中的应用范围越来越广泛。
在一些特殊的制造过程中，如汽车、飞机等大型机械制造中，需要大量的钻孔操作。
传统上，这些钻孔操作通常是由人工完成的，效率低下且存在安全隐患。
因此，设计一种能够自动执行制孔的机器人末端执行器对于提高制造效率和质量非常重要。
2. 基于Stewart平台的机器人末端执行器设计2.1 Stewart平台的原理Stewart平台是一种六自由度并联机器人，由一个固定底座和一个通过六个活动支点连接的可移动平台构成。
利用平台与底座之间的杆件和球铰连接，可以使平台在六个自由度上运动。
2.2 末端执行器的构造基于Stewart平台的机器人末端执行器由三对平行杆与三对球铰组成。
这些平行杆分别与Stewart平台和移动平台的支撑点连接，实现精确的控制和定位。
3. 末端执行器的建模3.1 动力学模型为了实现精确的位置和力控制，需要建立末端执行器的动力学模型。
首先，通过运动学分析，得到末端执行器的位置和速度关系，然后根据牛顿定律和拉格朗日方程建立其动力学模型。
3.2 系统标识为了实现自动化控制，需要对末端执行器的动力学参数进行系统标识。
通过在实验中测量系统的输入和输出，利用系统辨识方法，可以得到系统的传递函数模型。
4. 末端执行器的控制4.1 位置控制末端执行器的位置控制是制孔过程中最基本的控制任务之一。
利用PID控制器，根据期望位置和当前位置的差异，调整控制信号，使得末端执行器能够准确定位。
4.2 力控制在制孔过程中，末端执行器需要施加足够的力以穿透工件并完成钻孔。
