基于MIG/MAG的环缝焊机焊枪运动控制机构设计及运动特性研究

针对网架钢结构中管端环缝的焊接现状,以及焊接规范中基于MIG/MAG焊对焊接速度控制精度的要求,设计了环缝自动焊接专机中焊枪运动的控制机构,给出了无急回特性的曲柄摇杆机构存在的条件,建立了摇杆摆动运动的数学模型,并对一组不同参数的曲柄摇杆机构进行了运动特性仿真,得出了焊枪摆动机构的优化设计方案.理论分析和实验结果显示:此设计方案完全可以满足基于MIG/MAG焊对焊枪摆动控制的要求,并使曲柄摇杆机构具有最佳的运动特性.     

典型四杆机构主动曲柄的正确转向

主动曲柄正确转向的选择是四杆机构优化设计工作中不可分割的部分。本文以具有急回特性的曲柄摇杆机构及偏置曲柄滑块机构为例,简要分析主动曲柄正确转向的确定方法及其依据。一、曲柄摇杆机构如图1所示,曲柄摇杆机构中主动曲柄位于B_1A与连杆连接成一直线时,从动摇杆位于右极限位置C_1D。当主动曲柄到达B_2A时,它与连杆重迭,此时从动摇杆位于左极限位置     

自动化典型机构选编(续)

(二)摆动运动机构17.采用齿条、齿轮和曲柄的摆动运动机构动力源:气压摆动角度:0～90°负荷:轻结构:这是用齿轮齿条把直线运动变成回转运动,并以曲柄臂的摆动来产生两端减速的摆动机构。由行程开关进行程序控制。如果把速度控制加到气缸的往复运动回路里,还能调整往复运动的时间。设计制造要点:(1)应特别注意齿条和摆杆滑动面的耐磨性以及滑动面的平滑程度;(2)曲柄臂的驱动滚子最好能装上滚珠轴承或滚针轴承。参照第2类控制回路。18.采用调速凸轮的任意变速摆动运动机构动力源:油压摆动角度:0～60°负荷:中结构:这是一种在简单的摆动机构的驱动轴上安装调速凸轮的变速摆动机构。当调速较难时采用本机构。设计制造要点:如前所述,控制速度的凸轮,要考虑它的安装,更重要的是,修改起来必须方便,为此,采用了装配式凸轮等。另外,采用这种机构时,摆动角度也能很方便地进行调整。     

无急回特性曲柄摇杆自动抛光装置的设计

为了对激光腔体圆弧面进行自动抛光,达到镀银时表面粗糙度Ra0.08的要求,需设计一种具有圆弧轨迹往复运动的装置。根据零件特点,采用无急回特性曲柄摇杆机构产生的运动轨迹完成抛光加工。先确定摇杆摆动角度和长度,运用机械原理的知识,计算出各杆长的长度,再运用Creo2.0软件进行运动学仿真,并通过实物对零件进行抛光试验。结果表明,无急回特性曲柄摇杆自动抛光装置设计方案可行,表面粗糙度检测结果为Ra0.05,能够满足加工要求,可实现一次装夹加工4个工件。     

曲柄摇杆式载货爬楼车的仿真分析与优化设计

电动载货爬楼车,可帮助操作人员轻松地实现重物安全快捷的上下楼梯,降低劳动强度。首先对曲柄摇杆式载货爬楼车进行方案分析,包括总体方案与爬楼装置曲柄摇杆机构的分析。然后基于Solid Works的motion与Simulation插件对曲柄摇杆式载货爬楼车进行运动学、动力学仿真分析。对其进行了爬楼过程中行走轮中心的轨迹分析、电机与减速器的参数分析、曲柄摇杆机构的优化设计。仿真得到了相关动力参数及优化的结构参数,仿真结果表明曲柄摇杆式载货爬楼车方案可行且运行平稳。     

偏心非圆齿轮—曲柄摇杆引纬机构的动力学分析

为了深入研究偏心非圆齿轮-曲柄摇杆引纬机构的动力学特性,建立了偏心非圆齿轮-曲柄摇杆引纬机构的动力学模型,并利用动力学方程序列求解法进行了求解.利用Visual Basic 6.0编写了动力学辅助分析软件,得到了各轮齿啮合点和铰链点的受力变化规律,为机构动力学参数的设计和优化提供了理论基础,同时为机构部件进行强度分析提供了依据.     

偏心非圆齿轮——曲柄摇杆引纬机构的动力学分析（英文）

为了深入研究偏心非圆齿轮—曲柄摇杆引纬机构的动力学特性,建立了偏心非圆齿轮—曲柄摇杆引纬机构的动力学模型,并利用动力学方程序列求解法进行了求解。利用Visual Basic 6.0编写了动力学辅助分析软件,得到了各轮齿啮合点和铰链点的受力变化规律,为机构动力学参数的设计和优化提供了理论基础,同时为机构部件进行强度分析提供了依据。     

基于ADAMS的微型压力机多连杆机构运动学及动力学分析

压力机输出部件滑块的运动学特性和各连杆铰接点的受力情况是评价微型压力机工作质量的重要指标,该微型伺服压力机多连杆机构由曲柄摇杆机构和摇杆滑块机构串联而成,并能满足压力机工作要求。通过对该多连杆机构和一般曲柄滑块机构的运动学及动力学分析作对比,阐述了该机构滑块的位移、速度、加速度及铰接点的受力情况相较于一般曲柄滑块机构的不同特性。     

两段式仿生扑翼机构设计及仿真分析

为模仿海鸥飞行,设计一种两段式仿生扑翼机构。建立单曲柄双摇杆扑动机构的简化模型,分析满足两侧摇杆偏差角最小时各杆长的经验公式。利用SolidWorks和ADAMS软件建立扑翼飞行器的动力学模型,分析内外翼的运动参数和飞行器整体的位姿变化。结果表明:在相同杆长条件下,曲柄中存在夹角的机构在减少左右摇杆相位差角方面更具优势;两段式仿生扑翼机构可实现翅翼慢频率扑动和展向折弯。仿真结果验证了机构设计的合理性,为扑翼飞行器后续的研究提供参考。     

摆动导杆机构在低频振动攻丝机中的应用

提出用摆动导杆机构近似替代低频振动攻丝机中的简谐扭振机构，对近似替代的可能性和可行性进行了分析。得出结论：当曲柄长度与机架长度之比小于0．1时，摆动导杆机构可以足够精确地正弦函数，给出了该机构在攻螺纹直径为M6的低频振动攻丝工作台中的应用实例。     

仿生机器鳐鱼多模态运动控制与优化方法研究

鳐鱼使用胸鳍摆动推进，具有稳定性高、隐蔽性强等特点。针对仿生机器鳐鱼复杂水下环境运动控制问题，提出一种基于模糊控制和中枢模式发生器（CPG）的混合控制方法，即Fuzzy-CPG算法。在CPG控制模型基础上引入高层感觉反馈控制机制，并通过模糊控制器来调节CPG参数，实现仿生机器鳐鱼的多模态运动控制。通过直线前游、原地转弯和动态沉浮试验，在不同的Fuzzy-CPG控制器初始参数下，分析仿生机器鳐鱼多模态运动的性能，通过姿态传感器的反馈验证各模态运动下仿生机器鳐鱼游动的稳定性。试验结果表明： Fuzzy-CPG运动控制方法不仅能实现仿生机器鳐鱼多模态运动，且具有良好的鲁棒性。     

腹腔镜微创外科手术主从式机器人从手结构设计

腹腔镜微创外科手术作为微创手术的代表，是对传统开放性手术的一次重大变革；文章结合腹腔镜微创外科手术的特点和技术要点，对微创外科手术机器人的从手进行了结构设计。其中为实现U轴、V轴‘定点’摆动，采用了平行四杆机构；Z轴平移采用了滚动丝杠机构，这样使得机构整体的重量小，刚度和精度都得到了保证。另外，所设计的机器人具有对称的双4自由度，操作灵活，能完全达到或超过医生直接操作所能达到的水平。为了方便手术时从手的定位和调节，设计了一个可调节的从手手术平台。     

大型构件水下焊接机器人系统

针对水下焊接环境要求,设计了一种履带式水下焊接机器人系统,该系统由机器人本体机构、激光视觉传感器、控制系统和焊接系统组成. 机器人本体机构由履带式移动平台和焊枪调节机构构成,运动灵活可靠,满足水下焊接焊缝跟踪要求. 完成了视觉传感器部件选型及光路设计,实现水下环境的焊缝自动识别. 设计了基于PLC机器人控制系统和协调控制方法,实现水下环境的焊缝跟踪控制. 同时在水下焊接试验平台完成焊接跟踪试验. 结果表明,机器人运行稳定,焊缝成形较好,焊接质量满足要求.     

仿生机器鱼巡游性能的优化研究

传统的螺旋桨式水下推进器存在机械效率低和机动性能差等缺点,为大幅提高水下航行器的推进性能,仿生鱼类身体\尾鳍泳动模式研制出仿生机器鱼。为研究鱼体运动特征参数对推进性能的影响,建立身体\尾鳍推进模式的运动学方程和动力学模型。通过多步态仿真计算和仿生机器鱼水下游动实验,表明为保证高游速和高水平姿态稳定性,可设计一组特定的波幅包络线系数和体波摆动频率,以实现仿生机器鱼的巡游性能优化。     

气控式水下机器人建模与动态性能分析

为了填补民用浅海领域水下机器人产品的空白,提出并设计一种基于气控技术的水下探测机器人。该机器人装备了水下摄像头,可以使用于近海养殖行业对水下环境和鱼类生长情况进行实时监控。水下机器人运动时要求具备稳定的动态性能,而水下工作环境多变,会使机器人运动精度受到影响。针对该机器人潜浮过程设计一个闭环控制系统,通过动态反馈来纠正速度偏差。介绍了该闭环控制系统的组成和工作原理,在此基础上推导了系统各部分的传递函数和总传递函数,并采用PID校正调节系统参数,从而确保了系统的可行性和稳定性。     

水下仿生机器人设计与实现

为解决大型舰船水下部分检修的难题,设计一台水下仿生机器人。利用SolidWorks软件建立仿生机器人的3D机械模型,设计其控制系统,并分析它在水下工作的力学特性。仿生机器人工作时,利用超声波、陀螺仪等传感器将检测到的水下环境参数转换为电信号,并实时将电信号发送到STM32控制器中;通过STM32控制器根据预设的算法对各种信号进行处理;通过STM32控制器发送命令,控制推进器、摄像头等执行元件,从而实现仿生机器人的自动运行。该仿生机器人运行稳定、反应灵敏,没有发生漏水和无法控制的情况,达到预期目标。     

面向林地作业的腿履复合移动机器人构型设计与越障策略研究

针对林地地面环境复杂、台阶和倒木障碍多的问题,设计一种腿履复合移动机器人。在分析犬类腿部骨骼结构参数和运动特性的基础上,设计3关节构型与履带复合的移动机器人腿部结构,为了尽可能减轻整机质量,将履带部件和机器人腿部的大腿结构有机融合。构建机器人单腿的运动学模型,分析机器人足端工作空间,提出针对腿履复合移动机器人的林地越障策略,仿真分析越障过程中机器人关节的动态特性。仿真结果表明：利用腿部关节摆动和履带推进的组合和适时切换,该腿履复合移动机器人能实现灵活的台阶和倒木障碍的跨越;越障过程中,除与障碍接触时刻的关节力矩突变外,腿部关节力矩变化平稳,履带运动模式和足式运动模式切换平顺。研究为下一步机器人样机研制和控制系统开发提供了技术基础。     

基于负压吸附的船体清刷机器人研究

为了减少因船体附着污损物对船舶航行造成的阻力,提高船舶运输业的效益,研究设计了水下船体清刷机器人。介绍了水下船体清刷机器人的移动方式、吸附方式和驱动方式,设计了一种以轮式行走、液压驱动、负压吸附方式的船体机器人本体结构方案,并对船体清刷机器人进行了静力学分析,建立了其在船体表面运动的运动学模型,分析了机器人能够稳定安全地吸附在船体表面所需要的吸附力、驱动力矩以及运动过程中的回转半径。     

多控制面机器鱼结构设计及尾鳍动力学数学模型构建

设计了多控制面仿生机器鱼结构,包括尾鳍、胸鳍、腹鳍、背鳍的联合推进。根据其结构特点,对机器鱼推进系统的各关节进行控制从而实现仿生机器鱼前进的平衡性,主要利用二维波动板理论和Lagrange方程建立了四关节仿生机器鱼尾鳍的动力学数学模型,该模型建立了仿生机器鱼各个运动参数之间的关系。     

海底电缆巡检水下机器人建模及运动控制系统研究

海底电缆巡检水下机器人是为检测与维护海底电缆等管线的腐蚀、磨损等问题而设计的开架式水下机器人。结合海底电缆巡检机器人的实际应用需求,介绍了水下机器人四自由度运动建模方法,详细讨论了海底电缆巡检水下机器人的硬件体系结构组成,采用模块化的方法对海缆巡检水下机器人的软件体系进行了设计。