欠驱动仿袋鼠跳跃机器人动力学耦合研究

根据袋鼠的生物结构及运动特点,建立了具有欠驱动关节的仿袋鼠跳跃机器人模型。以此模型为基础,分析系统的主动关节与被动关节之间的加速度耦合效应。采用拉格朗日方方法建立了机构的动力学方程。结合实例,运用Matlab软件对机器人进行仿真分析,给出了机器人全局单关节耦合变化规律。结果表明:仿袋鼠跳跃机器人的踝关节与欠驱动关节间存在足够大的耦合并且通过动力学耦合来控制欠驱动关节的位置是可能的。动力学耦合指标对欠驱动机器人的结构设计和驱动装置位置有重要作用。     

欠驱动柔性机器人的动力学建模与耦合特性

运用有限元法,建立具有柔性杆的欠驱动机器人的动力学一般模型。以此模型为基础,分析系统的主动与被动关节的加速度耦合和被动关节与驱动力矩的动力学耦合效应,并针对欠驱动柔性机器人,提出柔性杆弹性变形分别与主动关节、被动关节动力学耦合的新指标。将欠驱动柔性机器人的被动关节加速度耦合和力矩耦合仿真结果与刚性系统相比较,在某个驱动器位置,柔性系统得到较大的耦合值,说明此时柔性系统更加有利于能量的传递,体现了杆件的弹性变形对系统动力学特性的影响。同时,数值仿真还表明这些动力学耦合指标对欠驱动机器人的结构设计、位形设计、驱动装置位置及系统控制都具有重要意义。     

欠驱动弹跳机器人最优运动姿态的驱动器配置

研究了具有一个被动关节的三关节单腿欠驱动弹跳机器人的轨迹规划问题。首先建立欠驱动机器人在着地阶段的动力学模型;然后采用数值迭代的方法,以主动关节驱动力矩最小为优化目标,得出了机器人各关节转角的运动规律;最后通过仿真得到三种驱动器配置情况下机器人的关节转角运动规律、姿态图以及驱动力矩,并对其进行了分析比较。结果表明：所提出的运动规划方法是可行的,采用髋关节和踝关节驱动是三种驱动器配置中最合理的情况。     

无根欠驱动冗余机器人动力耦合特性研究

无根多刚体系统和欠驱动冗余机器人系统实质上都属二阶非完整动力系统,其位姿空间约束方程不能满足控制要求,一般基于动力学方程对系统进行控制,即通过关节间动力耦合作用约束被动关节运动,因此此类机器人可控性分析的重点在于系统耦合运动特性研究。基于动力学虚设机构法及非完整系统微分变分原理,建立了无根欠驱动冗余机器人的动力学模型;针对虚设关节、主、被动关节进行动力学模型解耦,推导出了系统的二阶非完整约束方程及被动关节的加速度表达式;在此基础上,通过定义表征被动关节耦合运动的性能指标,针对不同位置主动关节输入参数对被动关节可控性的影响进行了仿真分析,得到了提高无根欠驱动冗余机器人可控性的有益结论,为实际欠驱动冗余机器人输入控制提供了参考。     

考虑驱动器特性的柔性弹跳机器人的轨迹跟踪控制

针对弹跳机器人存在的欠驱动问题以及轨迹跟踪控制问题,提出了电机和液压混合驱动的欠驱动仿生柔性弹跳机器人系统。首先建立欠驱动柔性弹跳机器人的运动学模型,通过5次多项式规划、主动关节和被动关节的动力学耦合关系得出各关节转角的变化规律,然后比较了考虑驱动器特性和不考虑驱动器特性时质心的运动规律。其次,建立考虑驱动器特性的机器人完整动力学模型,采用部分反馈线性化和极点配置相结合的方法对其进行运动控制。最后,仿真证明柔性关节能提高机器人弹跳性能,提出的控制方法是可行的。     

基于T-S模型的欠驱动机器人非脆弱保性能H_∞控制

讨论了欠驱动机器人系统的非脆弱保性能H∞控制问题。利用欠驱动机器人关节间的动力学耦合控制被动关节到达理想位置,进而对其进行锁定,将欠驱动机器人系统转化为全驱动机器人系统。结合非脆弱保性能控制理论和H∞控制理论,提出了基于T-S模型的欠驱动机器人非脆弱保性能H∞控制策略,使其能够进行位置跟踪。两连杆机械臂的仿真验证了所提控制策略的有效性及实用性。     

欠驱动机器人动力学运动规划的动态子空间法及控制

欠驱动机器人的关节空间运动是通过主、被动关节间的动力学耦合实现的,系统运动可能发生动力学耦合奇异,使欠驱动机器人的动态操作性能严重降低。针对一般具有任意多个被动关节的开链欠驱动机器人系统,基于动力学分析提出一种优化控制方法,其核心是在欠驱动机器人的全部耦合运动空间中,根据动力学耦合操作性度量,动态构造有限个覆盖全部耦合运动空间的具有最佳耦合度的子空间,使发生在这些子空间中的耦合运动具有余度驱动的特点,从而实现提高欠驱动机器人的动力学耦合度的优化控制。提出的方法通过平面四连杆机器人进行仿真,仿真结果证明了这种方法是可行的。     

基于模糊控制的2R欠驱动机器人位置控制

基于模糊控制理论,研究2R欠驱动机器人关节的位置控制问题.在被动关节附加电磁制动器以控制关节间的耦合状态.根据电磁制动器的工作状态,将欠驱动机器人的位置控制分为两个阶段.第一阶段,制动器解锁,利用被动关节加速度与驱动关节转矩间的动力学耦合效应,间接控制被动关节沿预定轨迹运动到预定位置,同时总结模糊控制规则,设计用于控制被动关节运动的模糊控制器.第二阶段,制动器锁定,然后驱动关节运动到预定位置.设计并搭建了基于可编程多轴运动控制卡的试验控制系统.最后通过试验成功实现2R欠驱动机器人关节的位置控制.试验数据表明,模糊控制方法对于机器人被动关节具有较高的位置控制精度,鲁棒性良好,并且不依赖于机器人动力学模型,实时控制的计算量小,体现出智能控制的优越性.     

基于微分几何的欠驱动机器人动力学建模和控制

应用位形流形最小嵌入模型,对带有二阶非完整约束的欠驱动机器人动力学建模和控制进行研究。采用位形流形最小嵌入模型,简化了动力学方程,为欠驱动机器人动力学建模和控制的进一步研究奠定了基础。首先用一个齐次线性方程组表示被动关节的存在,给出基于嵌入模型的动力学方程解的结构。通过引入计算转矩控制法,给出另一个和主动关节及控制输入有关的齐次线性方程组,分析控制输入和这两个方程组解之间的关系,得到一个与控制输入及这两个方程组的解相关的欠定线性方程组,求解该欠定线性方程组,得到欠驱动机器人改进的动力学方程,进而可以运用全驱动机器人控制法来实现最小嵌入模型的控制,解决了由全驱动机器人控制法实现欠驱动机器人关节空间控制的问题。最后以平面二杆欠驱动机器人为例,验证了所得理论的可行性和有效性。     

欠驱动柔性机器人动力学建模及仿真

根据欠驱动机器人的结构特点，以柔性多体系统动力学理论为基础，采用便于实时控制的假设模态方法，建立了具有柔性杆件的欠驱动机器人的动力学模型。对动力学模型的求解进行了分析，讨论了被动关节处模态函数各种边界条件的确定。通过对二自由度欠驱动机器人被动关节的位置控制，实现对柔性杆的弹性变形及其变化的仿真分析，所得结果验证了假设模态方法动力学模型的有效性，反映了不同驱动器位置系统的振动特性和对系统振动控制的必要性。     

用JAVA语言处理AutoCAD图形数据的研究

JAVA语言在网络化CAD/CAM中具有其它高级语言不可替代的优势。在分析AutoCAD二维图形的DXF文件特征的基础上,详细讨论了用JAVA语言处理AutoCAD二维图形的方法,包括用JAVA语言提取DXF文件实体数据,并进行排序整理,然后用JAVA语言进行图形的二次显示,最后以事例说明了这种方法在CAD/CAM中的应用。     

以创新谋发展靠标准赢质量——访江苏常发集团农业装备公司品质部长廖汉平

记者：请对常发在拖拉机领域的发展做详细描述。您认为公司的核心竞争力是什么？     

山高: 以更强韧性 应对巨大的不确定性

2020年以来,新冠肺炎疫情全球大流行加速世界变局,全球市场萎缩打乱了经济全球化的.节奏。产业链、供应链在疫情之下受到了威胁,面对巨大的不确定性,山高展现出了更强的韧性。技术创新是山高的优势能力之一,即使在艰难的2020年,山高集团也没有停止产品研发的脚步,没有削减任何研发费用。2020年山高推出了全新的双面旋风刀片,具有先进的粗加工槽型,可以帮助用户减少甚至省略修整工序,同时功耗更低,大大节省单刃成本。Jetstream Tooling(JETI)刀杆扩展系列能在加工钢件、不锈钢和超合金材料时,让所有车削应用获得更长的刀具寿命和更好的切屑控制。优势产品在客户端获得积极反馈,MDT槽刀产品销量增长20.8%,三面刃铣刀增长27.5%。QC模块化接口刀杆荣获荣格技术创新奖。     

自制分度装置加工大型花键丝杠

我公司承制了吉马中板厂十一辊矫直机,其中在制造矫直机的压下装置时碰到一个难题。压下装置的功能是通过丝杠螺母的传动,将上工作辊压下和提起,从而完成钢板的矫直工作。压下装置的主要构件是压下丝杠(如图1所示),其主动端为10等分、键宽为30mm的矩形花键,从动端为S360×16-9e的锯齿形螺纹。此矩形花键长度为660mm,花键的对称度、尺寸精度、表面光洁度等要求都很高,如何保质、保量地加工出此花键成了制定工艺和加工的难题。1工艺分析此压下丝杠总长为1805mm,重量为1046kg,根据本公司设备的加工能力,此工件只能在X2012A龙门铣床上加工花键…     

Robots with increased number of degree-of-freedom with single exciting force

This paper presents the results of the development and investigation of a new class of novel multi-degree-of-freedom robots based on a new concept – the application of kinematic pairs with alternating degree-of-freedom (DOF) controlled by a single force or moment, changing its direction in space. The number of DOF of the kinematic pairs is controlled periodically from 0 to 3, exploiting the dependence of frictional forces on the oscillation in the contact zone of links. The advantages of this new class of robots include significant weight reduction, simple design and control, and specific applications in space robotics and soft robotic spines. In more complicated cases of trunk robots, elastic kinematic pairs are used with a number of DOF controlled by electro- or magneto-rheological fluids with viscosities that change as a result of applied electric or magnetic fields. Expressions for the generalized inertia matrix of the robots with a large number of joints have been derived using the computer algebra technique with the subsequent automatic program code generation. As shown in this paper, such an application could drastically reduce the number of floating point product operations for an efficient numerical simulation of robots.     

双泵配蓄能器节能系统

采用双泵配蓄能器的节能装置以改进挤管机液压系统。     

对话塔海尔:China＆Vision--塔海尔集团上海首代江浩访谈

日前塔海尔集团决定将东北亚地区总部从香港转移到上海,2003年10月塔海尔集团上海代表处在上海正式成立,江浩出任首席代表并兼任塔海尔集团中国和韩国区域总监,近日江浩先生应邀作客本期GM论坛,与通用机械杂志社记者曾江、博乐做了互动交流。     

有创-无创序贯机械通气治慢性阻塞性肺疾病合并呼吸衰竭患者疗效

目的:观察应用有创-无创序贯机械通气方法治疗COPD合并呼吸衰竭患者的疗效。方法 :以2010年2月至2010年12月在我院接受治疗的慢性阻塞性肺疾病(COPD)合并呼吸衰竭76例患者为研究对象,随机分为2组。对照组行有创正压通气治疗,治疗组行有创机械通气达到切换点拔管后继续行无创序贯通气治疗。观察两组患者机械通气时间、住院时间、脱机成功率、呼吸机相关性肺炎(VAP)发生率等指标。结果 :治疗组与对照组的VAP发生率分别是3例(7.89%)和10例(26.31%),脱机成功率分别是36(94.73%)和30(78.94%),机械通气时间分别是(11.01±3.71)d和(14.77±3.53)d,总住院时间分别是(17.50±3.67)d和(20.32±4.15)d,2组各项指标差异有统计学意义P<0.05。结论 :在PIC窗指导下有创-无创序贯通气治疗,能显著减少通气时间,缩短住院时间,提高脱机成功率,降低VAP发生率,提高患者抢救成功率。     

Friction of Rubber with Surfaces Patterned with Rigid Spherical Asperities

This paper reports on the frictional properties of smooth rubber substrates sliding against rigid surfaces covered with various densities of colloidal nano-particles (average diameter 77 nm). Friction experiments were carried out using a transparent poly(dimethyl siloxane) (PDMS) rubber contacting a silica lens with silica nano-particles sintered onto its surface. Using a previously described methodology (Nguyen et al., J Adhesion 87:235?C250, 2011), surface shear stress and contact-pressure distribution within the contact were determined from a measurement of the displacement field at the surface of the PDMS elastomer. Addition of silica nano-particles results in a strong, pressure-independent enhancement of the frictional shear stress as compared to the smooth lens. The contribution of viscoelastic losses to these increased frictional properties is analyzed in the light of a numerical model that solves the contact problem between the rubber and the rough surface. An order-of-magnitude agreement is obtained between experimental and theoretical results, the latter showing that the calculation of viscoelastic dissipation within the contact is very sensitive to the details of the topography of the rigid asperities.