基于流固耦合的管道机器人清淤装置外载荷参数优化

为验证管道机器人清淤装置的清淤能力,应用流固耦合和参数优化的方法,在刚度和强度约束条件下,对结构的许用载荷进行分析。建立管道机器人模型并进行简化,导入到ANSYS中并划分六面体网格,首先将模型进行流固耦合下的强度仿真,验证了流体对清淤装置的强度影响很小; 然后进入结构分析模块,应用参数优化的方法,以刮刀端部锥面受到轴向和切向外载荷为目标函数,以应力与应变为约束条件进行参数设置,对清淤装置的刮刀、扇形盘以及整体进行仿真计算; 得到目标函数与约束条件的关系曲线、轴向与切向可行域曲线。研究结果表明,流体对结构的强度影响极小; 轴向力许用范围0～5 000 N,切向力许用范围0～3 500 N,外载荷的可行域为研究清淤装置的清淤能力,以及过载保护系统具有指导性意义。     

管道机器人清淤装置振动稳定性研究

为研究管道机器人清淤装置在旋转条件下的工作稳定性,对其自适应系统进行冲击与振动的研究.将简化的清淤装置导入到ADAMS中,分别在最低转速20r/min和最高转速100r/min时,选取不同刚度系数的弹簧,在有弹簧预压缩量和弹簧预压力的条件下进行振动动力学仿真,提取不同条件下滑块与螺塞的冲击曲线、滑块对弹簧的冲击曲线,验...     

牵引式排水管道清淤机器人的研究

研究了一种新型排水管道清淤机器人,对其组成及工作原理做了论述,以及对基于PLC的软、硬件控制做了详细介绍。用钢丝绳牵引装置带动清淤车体连同清淤斗完成有载清淤作业,保证清淤作业有足够的牵引力。通过清淤机器人本体自带动力源带动清淤斗在管道内部空载运动,代替了传统清淤机器人沉重的有缆作业。通过监控系统适时监控管道内部清淤作业状况,采用无线通讯方式传输数据,根据作业要求完成对清淤动作的控制。     

铣削机器人动力学建模及仿真研究

铣削机器人在铣削过程中的动力学状况对机器人在铣削过程中的运动及其稳定性具有较大影响。以6-DOF铣削机器人为研究对象,利用Creo三维软件建立机器人三维模型,获得建立机器人动力学模型的惯性参数;采用Newton-Euler递推法建立该机器人的动力学方程,并在MATLAB环境下对所建立的动力学方程进行编程,对机器人运动过程进行计算分析;利用ADAMS软件对建立的三维模型进行动力学仿真分析,通过比较MATLAB计算结果与ADAMS仿真分析结果,以验证动力学方程的准确性,为铣削过程中铣削机器人动力学状况研究提供理论基础。     

基于ADAMS的摆盘机构动力学仿真分析

简要介绍了摆盘机构组成和工作原理,建立摆盘机构三维模型,运用机械系统动力学分析软件ADAMS对机构进行动态仿真分析,得到关键运动部件的运动规律曲线和动力学分析曲线,结果表明ADAMS对复杂机构的仿真准确可靠,得到了活塞与连杆轴线不重合导致的扰动与气缸壁间侧压力和力矩分析曲线,零部件间冲击和扰动产生的动力学响应,为摆盘机构减震降噪的优化设计提供了重要参数。表明了ADAMS对复杂机构进行仿真分析的可行性,对相关研究具有借鉴意义。     

一种新型管道清洁机器人撑开机构动力学分析及其仿真

建立了管道清洁机器人的三维本体结构模型,针对机器人在变径管、弯管、T型管内运动干涉问题,提出了一种新型撑开机构,建立了撑开机构的机构运动简图;利用牛顿欧拉法建立机器人撑开机构的动力学方程并求解;用ADAMS软件建立了撑开机构动力学仿真模型,并进行了动力学仿真分析。仿真结果表明,机器人撑开机构滑块速度方向改变时,机构各杆件受力达到最大。     

六自由度搬运机器人动力学分析及仿真

针对模块化六自由度轻载搬运机器人的结构特点,利用Solid Works三维设计软件绘制了机器人的三维模型。采用拉格朗日法建立了机器人的动力学模型并进行动力学分析。基于ADAMS仿真软件构建了机器人的仿真模型并进行动力学仿真,得到了转动关节的力矩曲线。基于MATLAB软件对动力学方程进行了数值分析并绘制力矩曲线,其理论分析结果与ADAMS的仿真结果一致,验证了理论计算的正确性和机械结构设计的合理性,为继续优化机器人结构设计和控制系统设计奠定了基础。     

基于ADAMS的管道检测机器人动力学分析及仿真

针对管道检测机器人结构和运动特点,以及机器人在管道中行走方式选择,以管道检测机器人在管道中力和力矩动态平衡为理论基础,提出了一种求解四驱管道机器人的动力学理论算法,此动力学理论方法可以很好的解决管道检测机器人在运动过程中力平衡计算问题,基于ADAMS仿真软件建立了机器人虚拟样机模型,通过添加约束、设置驱动参数,建立相应的虚拟仿真环境,对管道检测机器人驱动轮的速度、加速度和驱动力矩曲线进行测量、分析和评估,验证理论计算的合理性,为管道检测机器人运动控制系统的拟定提供了重要的理论依据。     

直接示教机器人的示教助力研究

传统的直接示教机器人在示教过程中需要人去克服机器人在运动过程中的重力、惯性力、离心力等,示教操作不灵活。基于机器人动力学研究了机器人示教时的助力控制方法。首先采用牛顿-欧拉方法建立了直接示教机器人的动力学模型,研究了机器人各关节的状态与力矩之间的关系,推导出机器人运动时各轴所需的力矩,并绘制了力矩曲线。然后,利用SolidWorks建立了机器人的三维模型,将该模型导入ADAMS,进行动力学分析与仿真。最后,将ADAMS软件的动力学仿真结果与建立的动力学模型计算结果进行了对比,力矩曲线基本一致,最大误差不超过11%。该动力学模型可以为机器人在各种位姿下进行助力控制提供计算依据,从而实现直接示教时的轻便灵活操作。     

自变位履带式管道机器人动力学分析及仿真研究

为缩短管道检测机器人的开发时间,提高产品的质量,对管道机器人进行动力学分析及仿真研究至关重要。基于ADAMS对管道机器人添加运动副、驱动力矩、接触力、摩擦力和重力,进行了管径适应仿真和运动仿真,得到管道机器人虚拟样机在竖直弯管内运动时质心处的位移、速度、加速度以及驱动力矩曲线。对仿真结果进行分析,证明其在弯管内运动平稳可靠,为其后续试验及应用提供了理论基础,也为原理样机的结构设计提供了理论依据。     

缆索爬行机器人结构设计与动力学仿真

以实现缆索无损检测为目的,提出了一种用于携带缆索检测仪器的新型缆索爬行机器人的本体结构方案。机器人整体采用框架式的结构,其最主要的特点是实现了机器人爬行状态下调节抱缆力的功能。建立了抱缆力调整装置的数学模型。在AD.AMS中进行了动力学仿真分析,得到了机器人的动力学特种曲线。     

基于ADAMS的机器人动力学仿真分析

从机器人动力学参数设计角度出发,利用动力学仿真分析软件ADAMS,建立了120点焊机器人的动力学仿真模型,并提出了无路径的搜索方法,在全部的机器人工作空间内进行仿真搜索,最终求取机器人关节驱动力矩的极限值.该方法提高了机器人系统的设计精度,解决了本体设计中参数无法精确确定的难题.     

基于ADAMS的串联机器人运动学反解与动力学优化

利用矩阵计算来研究多轴串联机器人的运动学与动力学的方法应用普遍，但是工作量大且容易出错。一种简单的方法是利用ADAMS仿真软件解决此类问题。利用一般点驱动设定机器人末端的运动轨迹，得出驱动轴的运动曲线，然后利用ADAMS／Processor对所测量得到的曲线进行拟合，从而得到运动学反解。通过仿真曲线，还可了解各主动轴其他运动学及动力学性能，为机器人的动力学性能优化与运动控制提供参考数据。     

基于模糊ＰＩ的管道清淤机器人控制系统研究

为了精确控制一款新型管道清淤机器人的运动状态,保证该机器人能在管道的恶劣环境中稳定工作,设计了整机的运动控制系统并对轮式行走单元的驱动系统进行模糊 ＰＩ算法研究;然后在３组行走单元的控制系统之间设计了速度补偿器,使它们具有耦合关系,以保证３组行走单元的同步性。利用Ｓｉｍｕｌｉｎｋ对以上控制方法进行了模拟仿真和实验。实验结果表明,基于模糊 ＰＩ算法的控制系统可实现对机器人运行状态的精确控制,令该系统具有良好的可控性和抗干扰性;通过速度补偿器建立３组行走单元之间的耦合关系,实现了它们的同步协调运转,并增强了该机器人的运动平稳性,能够满足清淤机器人的设计要求。     

机电系统虚拟样机协同建模与仿真技术研究

针对机电系统虚拟样机设计的需要，在单学科仿真建模的基础上，进行基于仿真软件接口的多学科协同建模与仿真分析。以工业机器人虚拟样机的关节运动控制为例，利用ADAMS／Controls模块，将动力学模型通过接口变量与控制模型进行连接，建立连杆一关节执行机构多体动力学与运动控制协同的虚拟样机多学科集成模型，并进行协同仿真运行，表明基于仿真软件接口的协同建模与仿真方法能够有效支持机电系统虚拟样机的开发技术研究。     

液压挖掘机工作装置的动力学分析及仿真

基于等效元素法建立了液压挖掘机工作装置的动力学模型,结合实例给出了运动微分方程的解,建模过程相比传统方法简单、高效。运用ADAMS软件对机构进行了动力学仿真,给出了仿真曲线。将YW16型液压挖掘机工作装置动力学解算结果与仿真结果相比较,证明了建模方法的精确性。     

断路器机构系统等效动力学建模与仿真分析

为提高断路器工作的可靠性与机械寿命,研究机构系统动力学特性。建立了断路器合闸过程等效动力学模型,分析机构系统的机械特性与主要结构参数之间的关系。利用ADAMS仿真分析软件建立机构系统合闸过程仿真模型,并进行仿真分析。为确定仿真模型的有效性,对机构系统的运动学参数进行实验测量。研究及应用结果表明:等效动力学模型用于产品设计的改进是有效的,改变约束参数可以实现系统的优化设计。     

基于ADMAS与MATLAB的合作机器人的联合仿真

为了分析Cobot的动力学性能,应用ADAMS/View和MATLAB/Simulink对四自由度Cobot进行了联合仿真。仿真结果表明,该仿真模型具有Cobot机器人的特点,可以方便地获得Cobot的动力学参数,为实现机器人的控制及性能改进提供了理论依据。联合仿真的方法为复杂机械系统的控制仿真提供了新思路。     

ADAMS在并联机构运动学分析中的应用

针对并联机构的运动学分析计算,以3-UPS/UP型并联机构为例,介绍了应用动力学仿真分析软件ADAMS对其进行运动学仿真的方法与步骤。采用三维CAD软件Inventor建立了几何模型,以Parasolid格式导入ADAMS环境,对几何模型施加约束与激励,建立了并联机构的虚拟样机模型。并对模型进行了逆向与正向运动学仿真,快速准确地求得了并联机构的运动学反解与正解,大大简化了计算过程,为并联机构的运动学分析及机构设计提供了借鉴。