测量机器人用柔性支架
工业机器人运动学基础篇：运动学构型
工业机器人运动学基础篇：运动学构型本文重点介绍工业机器人常用运动学构形，以下是工业机器人的几种常用结构形式（图），图文描述非常详细，希望能对大家带来帮助！！1、笛卡尔机械臂优点：很容易通过计算机控制实现，容易达到高精度。
缺陷：妨碍工作,且占地面积大,运动速度低,密封性欠缺。
①焊接、搬运、上下料、包装、码垛、拆垛、检测、探伤、分类、装配、贴标、喷码、打码、（软仿型）喷涂、目标跟随、排爆等一系列工作。
②适用于多种类，批量的柔性化作业，提高产品质量，提高劳动生产效率，改进劳动条件和产品的快速更新换代有着显著作用。
2、铰链型机械臂（关节型）关节机器人的关节全都是旋转的,相似于人的手臂,工业机器人中最常见的结构。
它的工作范围较为复杂。
①汽车零配件、模具、钣金件、塑料产品、玻璃制品、陶瓷、航空等的快速检测及产品开发。
②车身装配拆卸、通用机械装配拆卸等制造质量控制等的三坐标测量及误差检测。
③古董、艺术品、雕塑、卡通人物造型、人像成品等的制作。
④汽车整车现场测量和检测等。
3、SCARA机械臂SCARA机器人常用于装配拆卸等作业,最显著的特点是它们在x-y平面上的活动具有较大的柔性,而沿z轴具有很强的刚性,因而,它具有选择性的柔性。
这种机器人在装配作业中取得了较好的使用。
①大量用于装配印刷电路板和电子零部件②搬动和取放物件，如集成电路板等③普通使用于塑料行业、汽车行业、电子产品行业、药品行业和食品工业等领域.④搬取零件和装配工作。
4、球面坐标型机械臂特点：围绕着中心支架附近的工作范围大,两个转动驱动装置容易密封,延伸工作空间较大。
但该坐标复杂,难于控制,且直线驱动装置存在密封的缺陷。
5、圆柱面坐标型机械臂优点：且计算简单;直线部分可使用液压驱动,可输出较大的动力;能够伸入型腔式机器内部。
缺陷：它的手臂能够延伸的空间遭到限制,不能到达近立柱或近地面的空间;直线驱动部分难以密封、防尘;后臂工作时,手臂后端会碰到运动范围内别的物体。
轨道式巡检机器人的机械结构设计
轨道式巡检机器人的机械结构设计摘要：在科学技术不断发展下，智能生活、智能生产、智能管理已经成为必然发展趋势，越来越多的机器人取代人工开展巡检工作，有效减少了人力物力投入，降低了巡检工作强度。
对于轨道式巡检机器人来说，其机械结构设计会直接影响机器人的使用功能。
因此，加强巡检机器人的机械结构设计有着重要意义。
本文首先分析目前轨道式巡检机器人设计中的不足，采用模块化设计思路设计一种带有行走、升降功能的轨道式巡检机器人，旨在提升轨道式机器人的整体性能。
关键词：轨道式；巡检；机器人；机械结构；设计引言从第一次工业革命开始，人们就已经开始展开了机器人的研究与开发，但初期机器人只能进行简单的机械动作，距离将其转变为生产力还有很长一段路要走。
在科学技术不断发展下，计算机技术、AI技术、编程技术为提升机器人性能提供巨大助力，机器人在城市管理、工业生产领域的应用愈加广泛。
巡检机器人搭载了各类传感器、摄像头、检测仪，可以实现全线巡检，具备信息识别、故障分析、精准定位、警报等功能，最大程度上减少事故发生率。
常见的巡检机器人有地面轮式机器人、悬挂轨道式机器人，由于地面轮式机器人移动存在不确定性，而轨道式巡检机器人设计简单、移动可控，非常适用于较为固定巡检路线的领域。
1.轨道式巡检机器人的不足1.1机械性能不足轨道式巡检机器人顾名思义是悬挂在固定轨道上运行的机器人，由于是悬挂形式，所以车轮会直接受到本体重量影响，部分驱动系统动力不足，导致轨道式机器人爬坡性能不足，容易出现爬坡慢、爬坡打滑等问题。
部分单位使用齿轮齿条传动的机器人，此类机器人的生产成本高、设计难度大、结构繁琐复杂、适应性差，已经不符合当代生产需求[1]。
1.2升降稳定性差部分生产企业的生产设备分布广、范围大，为了提高巡检精度一般都会设置升降结构，特别是大型设备巡检，需要大行程的升降结构，这也导致机器人结构稳定性不足，升降安全性、稳定性难以保证。
1.轨道式巡检机器人设计要求和总体设计方案2.1设计要求（1）巡检机器人机械设计不能有硬件矛盾情况，并且可以适应工作环境需求。
连续机器人的研究现状与展望
连续机器人的研究现状与展望摘要：本文首先针对连续机器人的研究价值进行了阐述，接着从驱动方式、支撑结构和运动能力三个方面归纳了连续体操作单元的设计特点，然后总结了连续机器人的应用现状以及存在的问题，最后，从建模与控制理论、自主化运动以及信息融合技术三个方面对连续体机器人的未来研究的研究工作进行了展望。
1.引言传统机器人通常由少数连杆和驱动关节串联而成，尽管这些机器人被证明对许多任务非常有效，但它们并非没有限制，主要表现在缺乏可操作性与总体自由度低两个方面。
在作业空间狭窄或工作空间存在众多非结构化障碍物时，传统的由刚性构件组成的机器人难以灵活运作，该类应用领域己成为机械手臂发展的一个技术瓶颈，迫切需要研究新型的机械手臂的运动机理和操作方式用于该问题。
与传统的工业机器人相比，连续体机器人的机械部件不包含刚性连杆和可识别的旋转关节，能够依靠连续弯曲的核心结构或骨架使机器人主体弯曲成光滑连续曲线。
连续机器人的设计灵感来自天然动物的柔顺运动，如象鼻[1]、章鱼臂[2]和舌头[3]等，其优异的柔顺性和灵活性使之在杂乱或非结构化的环境中也能成功完成任务。
连续体机器人对工作空间狭小的环境和非结构化的现实环境具有独特的适应能力，除了末端可以安装执行器完成操作外，机器人本体也可以作为执行器完成抓取动作，并且其尺寸可做到比传统机器人更小，是对传统关节式机器人应用场景的良好补充。
2. 研究现状基于动物柔顺器官的仿生设计，连续机器人不存在明显的关节，但通常是由单一操作单元或多段操作单元串联而成的，其操作单元按不同的分类方式可以归纳如下：2.1按驱动方式分类连续体机器人根据机械驱动方法和位置的不同，可以大致分为“内部驱动方式”、“外部驱动方式”和“混合驱动方式”。
内部驱动方式的驱动器位于机构表层或者内部，对机器人直接驱动，常见的有气压和液压驱动；外部驱动方式是将驱动器置于机器人本体之外，通过拉丝等方式进行驱动，，有利于小型化的发展，是目前常见的设计方式；混合驱动方式为内部驱动与外部驱动的组合如图1所示。
柔性支架介绍方案
柔性支架介绍方案概述柔性支架（fexure）是一种机械构件，常用于在机械系统中实现运动控制和振动隔离。
相比传统的硬支架，柔性支架在多个方面具有优势，如灵活性、减震效果和耐用性等。
本文将介绍柔性支架的主要特点、用途、设计原理和应用方案，以帮助读者更好地了解和应用柔性支架技术。
特点柔性支架的主要特点包括：•高度可定制化：柔性支架的形状、材质和模量等参数可以进行定制化，以适应不同的应用场景和需求；•高度灵活性：柔性支架可以实现多轴运动和多自由度控制，具有较高的灵活性；•减震效果好：柔性支架可以有效地减少机械系统对震动的敏感度，提高稳定性和可靠性；•耐用性好：柔性支架相对硬支架来说更加耐用，因为其材质可以在振动和变形的情况下保持一定的形状和性能。
用途柔性支架可以用于各种机械系统中，包括：•精密仪器：用于保证仪器的稳定性和精准度；•机器人：用于实现多轴运动和高度灵活性；•航空航天设备：用于减少设备对外部震动的敏感度，提高设备的稳定性和可靠性；•汽车工业：用于减少汽车零部件受到路面颠簸的冲击，提高行驶的舒适性和安全性。
设计原理柔性支架的设计原理基于梁的理论，主要是通过调整支架的材料、结构和形状等参数来实现对机械系统的控制和减震加固。
在柔性支架的设计中，一般要考虑以下因素：•弯曲刚度：柔性支架的弯曲刚度决定了其在实际使用中的弹性变形程度；•材料组合：不同材料的叠加会产生复合效应，因此柔性支架的材料组合需要经过严格的选取和测试；•装配方式：柔性支架的装配方式和位置也会影响其性能，需要进行合理的设计和优化。
应用方案根据不同应用场景和需求，柔性支架有多种不同的应用方案。
以下是一些常见的应用方案。
基于自由度的控制柔性支架可以通过自由度控制实现复杂的运动模式，如平移、旋转、伸缩等。
在这种应用方案中，柔性支架一般会与电机、传感器等组件配合使用，以实现精密控制。
基于减震的加固柔性支架的减震效果优异，因此可以用于加固要求高、受到振动或冲击的机械部件。
Optigo白光测量系统介绍-wls400
※有详细介绍
截面线视图可自定义
增加了用户自定义视图选项 – 允许操作者在2D的截面线分析中 自定义截面线位置预览图，这样使得截面线位置更清晰。
截面线位置预览3D窗口增大 – 能更清晰的看到截面线的位置， 使得分析问题更简单。
CAD树状管理
表面分析支持异公差比例显示
表面分析支持异公差比例显示
白光介绍 WLS
原理及WLS 400M/A
张喆 2019-1-6
1
白光介绍
简介 白光原理
点云获得 Mapping
WLS 400M（Optigo）
WLS 400M简介 新特征 CoreView V5
WLS 400A（Opticell）
测量的新纪元 案例
海克斯康——计量技术领导者
意味着得到特征的精度更加高；
但由于测量的原则中要避免俯视和仰视（同理在特征测量里不同的视角也会 对测量造成误差。
A
B
A B
所以我们使用了从两个不同角度测量的方法来消除这种测量的误差（一次角 度意味着有3个不同角度的镜头捕捉到特征）
45
Tile A
Tile B
45
边界点/线测量
同理，我们在测量边界时 使用的也是同样的像素测 量法；
三镜头是如何工作的
这里有三件物品：酱油瓶、水壶、水杯，放置在地板上； 在不同的角度拍摄我们会看到他们会出现在照片的不同位置。
根据画法几何，不共轴的三个投影表述唯一可视角。 也就是根据画法几何我们可以计算出三个物体的位置。
但这里是有前提的，1）我们的世界是有透视率的 2）物体都是可辨识的
WLS 400M简介
综合型测量解决方案 “测量 – 分析 – 报告”轻松完成 可以测量更多无法测量到的信息 更加便携 更适合单人操作 更快更简单的操作 在生产车间中更强的适应性
机器人小支架设计方案
机器人小支架设计方案机器人小支架设计方案一、背景简介机器人已经广泛应用于社会和工业领域，但是不同领域的机器人所需的支架结构也会有所不同。
为了提高机器人的稳定性和灵活性，设计一款适用于小型机器人的支架结构。
二、设计目标1. 提供稳定的支撑平台，避免机器人在运动中产生过大的晃动。
2. 具备较高的承重能力，能够适应各种重量的机器人部件。
3. 可以灵活调整和固定机器人的位置和角度。
4. 采用轻量化设计，减小整个支架的重量，提高机器人的机动性。
三、设计方案1. 支架骨架采用铝合金材料，具有较高的强度和耐腐蚀性。
2. 设计支撑平台为三角形结构，以提供最大的稳定性。
3. 支架底部设计支脚，以增加支撑面积，减小因地面不平而引起的晃动。
4. 支持底部设置轮子，以便于支架的移动和调整位置。
5. 顶部设计多个固定孔位和螺纹孔，以便于安装机器人部件。
6. 支架内部设置快速调整装置，可以调节机器人的位置和角度，以适应不同的应用场景和工作需求。
7. 采用模块化设计，方便在需要时替换支架的不同组件。
四、实施方案1. 按照设计方案进行三维建模，并进行结构分析和优化。
2. 制作支架的原型，并进行实际测试和验证。
3. 根据测试结果进行必要的调整和改进，并进行再次测试。
4. 在确认设计方案和实施方案后，开始进行批量生产和组装。
五、预期效果1. 机器人小支架结构稳定，可以有效减小机器人在运动中的晃动。
2. 支架具备较高的承重能力，适用于不同重量的机器人部件。
3. 支架可以灵活调整和固定机器人的位置和角度，提高机器人的适应性。
4. 支架的轻量化设计使得机器人更加灵活和机动。
六、总结机器人小支架设计方案的实现可以提高小型机器人的稳定性和灵活性，适应不同领域的机器人应用需求。
通过不断优化和改进，可以进一步提高支架的性能和可靠性。
该设计方案有望应用于机器人行业，并为机器人的发展做出贡献。
柔性支架项目通用技术方案
柔性支架光伏电站项目技术方案国源设计院有限公司2015年9月济南目录1概述 (3)2太阳能资源 (3)3系统总体方案设计及发电量 (4)3.1光伏组件选型 (4)3.2光伏阵列的运行方式选择 (4)3.3逆变器选型 (4)3.4 光伏支架设计 (5)3.4.1 钢支撑 (5)3.4.2 拉索系统 (5)3.4.3 稳定系统 (5)3.4.4 设计技术要求 (6)3.5光伏方阵设计 (6)3.6光伏子方阵设计 (6)3.7方阵接线方案设计 (8)3.8上网电量估计 (9)4电气 (10)4.1电站接入系统方案 (10)4.2电气主接线 (10)4.3智能监控系统 (10)4.4视频安防监控系统 (11)4.5电气设备布置 (11)4.6主要设备清单 (11)4.7通信部分 (13)5土建工程 (14)5.1设计安全标准 (14)5.2基本资料和设计依据 (15)5.3光伏阵列基础及逆变器-变压器单元基础设计 (15)5.4主要建（构）筑物设计 (16)5.5光伏发电站围栏设计 (16)5.6光伏发电站道路及场地设计 (17)5.7新建建（构）物一览表 (17)5.8采暖通风设计 (18)6.工程概算 (19)6.1编制说明 (19)6.2工程投资概算表 (20)附表： (25)附图： (26)1概述柔性光伏支架是浙江国利英和能源有限公司的专利技术，利用钢索预应力结构，成功解决污水处理厂、地形复杂的山地、难以承重的屋顶、林光互补、渔光互补、驾校、高速公路服务区等受跨度和高度所限造成传统支架无法安装的技术难题。
本方案提出的是原则性的一般技术要求，为用户提供能参考的建议，具体实施方案需要根据项目具体情况进行详细设计。
2太阳能资源根据中国各地太阳能总辐射量与年平均日照当量表，可以查询各地辐照量，作为发电量计算依据。
3系统总体方案设计及发电量项目容量的测算，一般按照15000平米或22亩全部利用可铺设1MW测算。
七自由度柔性机械臂机构说明
七自由度柔性机械臂机构说明设计目标由于人工成本的不断提升，人们的刚性需求也不断的扩大，生产自动化越来越被人们所重视。
也是社会发展的必然。
让机器人去完成一些高危、肮脏、重复、精度高的工作。
由此，设计一款高精度，高灵活性的机器臂显得更为重要。
设计的目标：高精度仿人工业机器人。
运用先进的仿生理论与柔性设计为基础，设计开发用二次式运动反馈来实现其高精度控制，合理的仿人机构来完成动动。
机械臂整体设计方案一、功能需求：满足实现模仿人类手臂的基本功能，自由度包括手臂的肩部的抬起，摆动，旋转，肘部的弯曲，腕部的旋转，弯曲，摆动共7个自由度。
（图一）图一图二二、优化后确定的构型：自由度包括手臂的肩部的摆动，抬起，大臂旋转，肘部的弯曲，小臂的旋转，腕部的弯曲，摆动共7个自由度。
（图二）三、驱动模块示意设计：（图三）胡克定律是力学基本定律之一。
适用于一切固体材料的弹性定律，它指出：在弹性限度内，物体的形变跟引起形变的外力成正比。
这样增加了力的反馈测量。
在弹性材料在弹性限度内形变时，测得其形变量，从而计算出受力与关节下方所处的位置。
1.先进行测试图三四、机械臂的具体设计方案，（图四）五、各关节的受力分析：基本尺寸图（图五）图五L1=426mm，L2=293mm，L3=108mm，L4=442mm。
六、马达的初选谐波减速器的优点：Harmonic减速器结构简单，体积小，重量轻、啮合的齿数多、承载能力大、运动精度高、运动平稳、间隙可以调整、传动效率高、同轴性好、可实现向密闭空间传递运动及动力。
瑞士Maxon电机优点：轴向窜动和径向跳动小、温度范围大、回差小等，并且电机型号全编码器与抱闸与控制器配套全面。
瑞士Maxon电机与日本Harmonic谐波减速器选型需求示例图片：图六马达1：EC90flat 90W扭力：4.67 nm 0.387nm；转速：3190rpm；重量：648g减速器1：CSG-25-160 减速比：1:160；最大扭力：314nm；正常：176nm；重量：420g马达2：EC-4pole max30 200W 扭力：3.18 nm 0.112nm；转速：17000rpm；重量：300g减速器2：CSG-25-160 减速比：1:160；最大扭力：314nm；正常：176nm；重量：420g马达3：EC max40 170W 扭力：；转速：9840rpm；重量：580g减速器3：CSG-17-120 减速比：1:120；扭力最大：112nm；正常：70nm；重量：150g马达4：EC45flat 70W 扭力：；转速：4840rpm；重量：110g减速器4：CSG-20-160 减速比：1:160；最大扭力：191nm；正常：120nm；重量：280g马达5：EC-4pole max30 100W 扭力：1.24nm 0.0 63nm；转速：17800rpm；重量：210g减速器5：CSD SHD-17-100 减速比：1:100；最大扭力：71nm；正常：37nm；重量：100g 马达6：EC45flat 70W 扭力：0.13 nm 0.17nm；转速：4840rpm重量：110g减速器6：CSF-11-100 减速比：1:100；最大扭力：25nm；正常：11nm；重量：50g马达7：EC-4pole max30 100W 扭力：1.24nm 0.0 63nm；转速：17800rpm；重量：210g减速器7：CSF-11-100 最大扭力：25nm；正常：11nm；重量：50g说明：EC45flat 70W要更换为EC-I40 70W+MR七、受力分析：有效扭力计算公式：(堵转-连续）*0.3+连续质量分配：设大臂小臂均为，外径D=110mm，假设主体为外壁壁厚为L=5mm的铝壳，长度为H=250mm，则体积为：412cm3，铝的密度2.7g／cm3，外壳质量为1.1kg大臂部分质量有马达3（580g）减速器（150g），外壳（1.1kg）；小臂部分有马达4567（110g，210g，110g，210g），减速器4567（280g，100g，50g，50g），外壳（1.1kg）；手部主要是灵巧手的质量设为1kg；外加假设载荷6kg。
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三、专门用于研发活动的有关折旧费（按规定一次或分次摊入管理费的仪器和设备除外）
1、仪器
2、设备
3、房屋
四、专门用于研发活动的有关租赁费
0
0
1、仪器
2、设备
3、房屋
五、专门用于研发活动的有关无形资产摊销费
0
0
1、软件
2、专利权
3、非专利技术
六、研发成果论证、鉴定、评审、验收费用
0
0
七、为研发成果申请知识产权的有关费用
项目立项申请书
项目名称:测量机器人用柔性测量支架
（前纵梁）
承担单位:上海拖拉机内燃机有限公司
单位负责人王庆宇职务总经理
项目负责人王诗恩职务副总经理
2013年9月8日
一、国内外现状(市场和技术)、开发目的
在当前汽车工业发展的进程中,应用机器人携带激光测量系统、照相检测系统，通过激光测量、照相检测手段，实现在线/离线快速完成汽车零部件各种型面尺寸、孔位尺寸、切边尺寸的非接触测量，同时通过远程传输网络技术，即时将检测数据传送到网络数据库，提供给各有关部门进行质量跟踪和追溯，已渐成趋势。
七、完成日期
2014.03
八、项目主要经济指标
九、项目开发人员
胡晓辉顾友良朱影施峰庆陈寿林
十、主要研发设备
十一、研发项目预算情况（单位：万元）
2013年
2014年
合计：
一、研发活动中消耗的直接材料费用
1、材料
30万
2、低值易耗品
二、直接从事研发活动的人员费用
1、工资、薪金
2、津贴、补贴
3、奖金
4．其他劳动报酬
为了实现工作站可对同一类型多种零件进行快速测量，设计制造适用的柔性测量支架是必须的，这也是国内外汽车生产检测领域的发展趋势之一,是一项非常有意义的工作。
目前，与机器人测量系统配套使用的柔性测量支架业已设计完成，其基本原理是将同类型不同的零件，通过坐标转换后，使各基准点、线、面尽可能的重合，并通过精密平移机构和精密升降机构的运动，构成各零件的测量支撑系统。见下图：
2013.05-2013.06：项目前期调研、可行性认证、方案确定；
3.09：完成柔性测量支架的设计、论证；
2013.09-2013.12：完成柔性测量支架的制作、安装；
2013.12-2014.01：完成资料整理、项目移交；
2014.01-2014.02：项目结题，完成提交研究总结报告。
机器人测量系统一般的使用有两种模式，一是安装在生产流水线的末端，对生产的产品进行全数检测，这种模式仅能针对单一品种零件进行快速测量；另一种模式是成立机器人检测工作站，通过柔性测量支架的快速变换，可对同一类型多种零件进行快速测量，从而实现对产品零件质量波动状况的及时监控。
鉴于我公司目前的实际情况,机器人测量系统若采用第一种模式安装投入使用，投资成本较大。在我公司现有的生产作业环境下,我们建议采用建立机器人检测工作站的模式实现对产品尺寸波动状况的及时监控，并通过产品尺寸的波动状况，探知工装即时状况。
2、工件形状：无特殊要求
3、实施科技创新，
三、项目主要实施内容：
1、制作测量支架平台。
2、制作运动行程100mm、200mm、400mm平移台。
3、制作升高行程120mm升降台。
4、制作各夹紧机构。
5、制作各支撑立柱。
四、项目实施对象、地点：
机器人测量工作站。
五、技术水平：
实现测量支架的柔性变换。
六、计划进度和完成日期
0
0
1、手续费
2、注册费
3、律师费
八、与研发活动直接相关的其他费用
1、技术图书资料费
0
0
2、资料翻译费
0
0
3、专家咨询费
0
0
4、高新科技研发保险费
0
0
5、差旅费
6、培训费
7、办公费
十二、领导审批
E-car 615/618 A10
项目总费用：
1.一套前纵梁柔性测量支架（含左右件）20万元
2.其它工装附件10万元
二、所属技术领域、应用范围、技术来源、技术指标、技术水平
技术领域：汽车零件检测
技术来源：自主开发
主要技术指标：
1、可应用产品品种：
E-car、D-car、615/618、A10等前纵梁