工业机器人弹簧式平衡缸的参数研究

工业机器人弹簧式平衡缸是用于平衡重力对机器人Ⅱ轴所产生的力矩,平衡缸参数的配置直接影响到对偏重力矩的平衡效果,以及机器人的运动学、动力学特性。因此,对弹簧式平衡缸关键参数的分析研究至关重要。通过对弹簧式平衡缸关键参数的深入研究,获得了关键参数值的大小对平衡效果的影响方式,以一个原有成型的数据进行分析研究,获得了更为合理的参数值,为弹簧式平衡缸的设计提供了理论依据。     

1450热轧板厂R2轧机接轴平衡缸及回路改造

１概述Ｒ２接轴平衡缸是一种立式安装、类似于活塞缸结构形式的柱塞缸（见图１）,Ｒ２轧机上、下传动接轴（各重约３０ｔ）各由两根液压缸来平衡。在工作时液压缸工作腔通油,柱塞杆通过平衡框架对轧机接轴进行平衡,而上腔通过排气阀与大气相通。但因主体设备的结构因素...     

下肢外骨骼机器人电液伺服控制系统设计

利用电液伺服阀和非对称液压缸的流量连续性方程、力平衡方程,推导出阀控缸动态数学模型;利用拉格朗日函数法和虚位移原理,建立了下肢外骨骼机器人各液压缸的负载力计算模型;通过稳定边界参数整定方法设计了下肢外骨骼机器人电液伺服系统PID控制器,并运用Simulink仿真软件对该系统跟随人体步态情况进行了仿真。仿真结果表明,该系统能够达到下肢外骨骼机器人对电液伺服系统的相关要求。     

一种基于Kalman滤波的双轮机器人姿态控制算法

采用自制的双轮式结构机器人作为试验平台,以ADXL345三轴加速度计和ITG3200三轴陀螺仪微重力MEMS微机械电子技术的传感器作为机器人的角度传感器,通过建立离散卡尔曼滤波器数学模型对两种传感器的数据进行滤波融合,使其得到更稳定更准确更接近真实值的角度值,使用STM32F103VE获取动态的角度信息,通过变参数自整定平衡控制算法的调节使机器人保持平衡,实验结果验证了该方法的可行性,对特殊环境自动无人巡航机器人和载人巡航机器人控制有很大的研究价值。     

基于激光扫描测量臂的工业机器人运动学标定

提出一种基于激光扫描测量臂测量系统的6轴工业机器人运动学标定方法。分析了机器人本身的运动偏差和综合考虑测量系统构造的机器人坐标系与真实基座标系之间的不重合问题;建立机器人末端位置与各连杆参数相关的绝对定位误差方程,基于该误差方程,利用便携式激光扫描测量臂测量系统对不同空间位置姿态下机器人的法兰中心点进行测量,并用最小二乘法对误差方程进行解算,利用计算出的参数误差修正机器人模型中的各名义参数值,可以提高机器人运动的准确度。将该方法应用在Staubli TX90工业机器人上,实验结果表明,机器人的绝对定位精度由标定前的均值/标准差0. 742 5 mm/0. 191 0 mm减少到标定后的0. 242 8 mm/0. 098 1 mm,提高了近50%,表明该标定方法的有效性和准确性。     

构型改进型凿岩机器人钻孔定位方法研究

设计了一种改进型凿岩机器人，其腕部为含伸缩构件的偏置结构，肩部为两两相交结构。发现了该机器人的两个特性：一是对第5自由度参数的求解可以转化为对特定直线与特定平面法线之间夹角的求解，二是关节轴3和关节轴4的交点与原点之间的距离为定值。根据上述两个特性，可以采用迭代搜索方法获得第5和第6自由度参数值。提出了一种新的机器人运动学求解方法，其计算过程无须建立各连杆坐标系，采用倒序逐步完成的方法进行正向求解，采用逐步归位的方法进行逆向求解。加工组装了改进型凿岩机器人，编制了计算程序，并完成了工业性试验。试验结果表明：所设计的凿岩机器人操作安全可靠、计算快速准确，解决了旧式凿岩机器人计算耗时长和定位精度不够的难题，可为实现深部煤层无人化采掘提供一定的参考。     

发动机平衡轴壳体结构分析及优化

针对某四缸发动机平衡轴壳体在发动机台架试验时出现断裂的问题,基于建立的平衡轴总成三维模型,对平衡轴总成进行了模态分析,得到了壳体1～6阶模态频率;以多体动力学分析得到的壳体受力作为边界条件,对平衡轴壳体进行了强度及疲劳分析,得到了壳体4种加载工况下的应力分布规律,应力值最大加载工况下壳体的疲劳寿命和安全系数;确定了壳体...     

液压四足机器人单腿阀控缸位置自适应控制研究

针对传统液压四足机器人电液伺服阀控缸系统的非线性、参数时变性、控制误差大等问题,提出了一种基于位置闭环控制的模型参考自适应控制算法。以液压四足机器人为研究背景,介绍了单腿整体结构及组成;然后,建立液压四足机器人电液伺服阀控缸控制系统模型、传递函数,并设计模型参考自适应控制器;最后,结合AMESim-MATLAB软件搭建四足机器人电液伺服阀控缸系统的控制模型,并对搭建好的测试平台进行实验。实验表明基于电液位置伺服系统的液压四足机器人阀控缸位置控制系统模型的合理性,阀控缸位置跟踪效果好、响应速度快、误差小、鲁棒性强,验证了所设计的位置闭环控制的模型参考自适应控制算法的可行性。     

气动自平衡式可穿戴搬运助力机器人的开发

开发了一种新型的气动自平衡式可穿戴搬运助力机器人。机器人采用了重物自平衡机构,使气缸的支持力与重物能在任意位置维持力平衡,人只需要很小的力就能操纵所搬运的重物沿任意方向自由移动。该机器人具有结构轻便、控制系统简单、穿戴方便、助力大、便于操控的特点。为了验证机器人的原理,制作出了机器人样机,并进行了不同载荷条件下的搬运实验。实验结果证明了该设计具有可行性和实用性。     

机器人平衡系统的设计

在工业机器人的设计过程中,平衡系统的设计是很关键的。通过平衡系统的正确设计,可以大大降低机器人关节驱动器的最大扭矩,减小驱动器的重量和尺寸,并使机器人驱动器负载分布均匀,同时,还可以改善机器人的动力学特性,消除一些非线性量,简化动力学计算。因此,研究平衡机构已成为提高机器人性能的有力措施之一。机器人的平衡系统形式多样,要根据机器人的功能及使用场合,结合机构设计及控制系统设计,更有效地改善和提高机器人的性能。 机器人的平衡系统可分为质量平衡、弹簧平衡和受控力平衡(以气、液缸及力矩电机做为平衡力源)三类。下面分别…     

Feasible parameter design spaces for force and root-mean-square moment balancing an in-line 4R 4-bar synthesized for kinematic criteria

The paper contains application oriented additions to the theory developed by Berkof and Lowen for root-mean-square (RMS) shaking moment optimization of a force balanced in-line 4R 4-bar linkage. The theory is extended to the problem of force-RMS moment balancing by mass redistribution when all link length ratios are fixed to satisfy kinematic design criteria. Feasible parameter design spaces and parameter inter-relationship monographs are presented. These aid in the selection of numerical values for five of the eight design parameters so that the three balancing equations can be solved for physically realistic values of the remaining three parameters.     

Tribological characteristics of one-process and two-process cylinder liner honed surfaces under reciprocating sliding conditions

This paper reports an experimental study of the effect of surface texture on cylinder liner wear. This research is important because the conjunction between piston rings and cylinder liner is one of the major sources to frictional losses in internal combustion engines. Experiments were conducted on a reciprocating tester. Specimens were cut from cylinder liners honed or plateau honed made of grey cast iron of hardness 218 HB. The honing operation was performed in order to obtain very similar values of the Sq parameter of one-process and two-process surfaces. In addition, one-process specimens characterised by different Sq parameter values were tested. Counter-specimens were made from chromium-coated steel C45. It was found that wear of two-process surfaces was lower than that of one-process surfaces characterized by the same Sq parameter. Linear wear of specimens was proportional to initial Sq parameter value. The effect of additional oil pockets created by the burnishing technique on cylinder liner wear was negligible.     

液压平衡回路动态特性仿真分析及实验研究

以一种液压举升系统的平衡回路为研究对象,根据实际工况,对平衡液压缸负载、平衡阀弹簧刚度及预紧力、控制阻尼孔大小等主要结构进行参数计算。运用AMESim仿真软件建立液压平衡回路的仿真模型,设置相关仿真参数并进行动态特性分析。设计了试验回路,对仿真的平衡回路进行台架试验,验证仿真分析的正确性,得出适当调整弹簧刚度、阻尼孔等结构参数可提高液压平衡回路工作性能,为液压平衡回路的优化设计及参数匹配提供借鉴。     

装船机螺旋溜槽速降差动液压系统分析

港口货物装船机上关键部件螺旋溜槽主要由单出杆液压缸及活动螺旋溜槽组成,其液压系统使用差动回路进行重力方向快速伸缸。对这种差动回路中使用三种不同类型的平衡阀进行了理论推导与分析,对其在差动回路中的先导控制压力进行了计算比较,并解释了平衡阀自由口存在背压时使用完全平衡阀要优于标准平衡阀的原因。     

等径铣削圆柱凸轮的数控编程

分析在4轴数控铣床上等径铣削移动从动件槽形圆柱凸轮的原理及数控编程方法，基于“对应圆柱”分析F功能中进给速度的修正原理，并进一步给出进给速度修正的计算方法。     

大型船用螺旋桨悬挂式高精度静平衡机研究与实验

针对大型船用螺旋桨传统的平衡轴挂重法的弊端,介绍了一种适合大型船用螺旋桨的悬挂法立式静平衡检测方法,并且开发出了以静压球面轴承的油浮理论为基础和采用汽缸检测不平衡度的高精度平衡机.给出了该静平衡机的结构原理,研究了悬挂系统、定心系统、悬浮系统和控制系统的基本构成和工作方式,对静压球面轴承进行了受力分析,并且阐述了悬挂法立式静平衡机的工作过程.经过实验证明该新型静平衡机性能稳定、检测方便、检测精度高,完全达到大型船用螺旋桨的静平衡检测要求.     

液压挖掘机动臂自重液-气储能平衡方法研究

液压挖掘机在作业中,动臂将高频次大范围举升和下降,现有挖掘机无能量回收装置,大量势能将在动臂下降时通过控制阀的节流作用浪费掉。为回收利用这部分浪费掉的能量,对动臂自重液-气储能平衡方法进行研究,在此基础上,提出采用三腔液压缸直接转换利用挖掘机重力势能的系统原理。三腔液压缸是在原两腔液压缸基础上,将双腔液压缸无杆腔分为两个容腔而构成,其中一个容腔与蓄能器连接,称为配重腔,设置蓄能器压力与动臂自重基本平衡。研究中,首先建立动臂驱动系统的能耗数学模型,分析系统的能量特性;然后以20 t挖掘机为例,建立整机的机电液联合仿真模型,分析对比分别采用双腔液压缸系统和三腔液压缸系统,动臂的运行特性和能耗特性;进一步构建试验测试平台,验证所提系统的可行性和节能效果。结果表明,新系统较双腔液压缸驱动系统,重力势能回收利用率达68%,节能效果显著,该方法也完全适用于各种类型的液压举升机构。     

直列六拐曲轴轴承负荷的分析

通过发动机动力学仿真分析软件GT-SUITE／Crank模块对曲柄连杆机构进行动力学仿真分析。并计算了轴心轨迹和轴承负荷，为了减少轴承的负荷，分别采用了对曲柄臂施加四平衡块和八平衡块两种平衡方案，并给出了两种方案的对比。     

海德汉iTNC530系统在五轴车铣复合机床上的应用开发

根据通用数控系统的开放性及机床实际功能需求,对采用海德汉iTNC530系统的五轴车铣复合机床进行功能开发,以PLCdesignNT软件为开发平台,实现机床车铣复合功能及参数切换调用功能的开发,提高了车铣复合机床的五轴加工功能及机床加工精度。