双电机驱动的主从轴功能在数控机床上的运用

基于SINUMERIK 840D sl数控系统,通过双电机的主从轴功能的控制结构图,推导出扭矩补偿控制器的计算方程式,进而得出主从轴电机输出扭矩公式与双电机扭矩选择公式。根据这些公式,对西门子系统的主从轴功能的基本参数、调试方法及效果验证和双电机的转矩选择进行了介绍。     

便携式手术机器人主手附加力位移补偿方法研究

采用拉格朗日方程和Stribeck摩擦模型,根据便携式手术机器人主手的杆件重力、各关节摩擦力、惯性力对术者真实力感知的影响,建立了含关节摩擦力的动力学模型。基于机器人主手动力学模型,分别建立重力、摩擦力和惯性力三项的补偿模型,通过分析机器人主手力补偿反馈和附加位移的产生原因及补偿原理,提出了相应的补偿反馈力和附加位移补偿方法。通过对初步研究结果进行对比试验,验证该力补偿控制方法可用以平衡主手因自身所带的重力、关节摩擦力和惯性力产生的影响,最终实现术者真实的力感知,提高手术操作精准性。     

具有简单重力补偿的机械手反馈控制

讨论在关节空间中机械手的反馈镇定问题。首先通过构造新的 L yapunov函数 ,证明了 PD控制规律加简单的 (期望位置的 )重力补偿可以全局镇定刚体机械手系统 ,改进了需要精确重力补偿的 PD控制规律。进一步利用机械手动力学方程中的无源性 ,提出了具有简单重力补偿的动态输出控制规律。由于期望位置的重力可以离线计算 ,因而大大地简化了所得控制算法的计算量     

基于力觉交互装置的重力补偿方法研究

全胸腔镜手术具有四个自由度操作,基于此设计出了具有五个关节的力觉交互装置进行虚拟手术研究。为提高系统逼真感,考虑到装置操作杆自重的影响,需要对该装置进行重力补偿。首先需要对系统进行力学分析,本文基于旋量理论,导出了该装置的运动学形式及运动空间;基于变换矩阵,导出该装置的静力学形式;最后通过驱动电机输出补偿力进行了装置的重力补偿并加以仿真验证。     

码垛机械手运动学分析

以自行研制的码垛机械手为分析对象,运用D-H法建立机械手的运动学数学模型,进行正、逆向运动学分析,分别得出了操作臂末端在基坐标系下的位置关系式和各关节的参数变量;最后根据机械手末端速度与关节变量速度之间关系分析,得出机械手的雅可比矩阵和逆雅可比矩阵.     

TBM机电耦合建模与同步控制策略对比分析

为了保证TBM掘进过程中各电动机扭矩同步输出,确定合适的控制策略尤为重要。机电耦合动力学模型考虑各齿轮的动态负载和同步控制策略下电动机输出扭矩之间的耦合关系,能够更加精确地计算主驱动系统动态特性。因此以TBM突变冲击动态载荷为输入,基于主驱动系统机电耦合动力学模型,分别对转矩主从控制和转速跟随控制下各电动机扭矩输出同步性和齿轮的三向振动情况进行了分析。分析结果表明:采用扭矩主从控制策略时,由于直接对电动机输出转矩进行干预调整。在其控制下各电动机能够更好地保证输出扭矩的一致性,同时减少齿轮的三向振动。而采用转速并联控制时,由于各电动机之间相对独立。系统通过同步转速而被动协调输出转矩,这导致系统同步性能较差,其在同一时刻输出扭矩的最大差异为转矩主从控制策略下的3.5倍左右。这种扭矩的异步输入直接恶化了齿轮的振动情况。大齿圈径向振动增大了2倍以上,这极易造成齿轮齿面断裂,齿轮轴扭断等安全事故。     

7000m级深海机械手完成压力试验

近日,由中国科学院沈阳自动化研究所研制的7000m级深海7功能主从伺服液压机械手和6功能开关型液压机械手在无锡中船重工第702研究所进行了整机压力试验,对其7000m设计指标进行验证。试验中,机械手与水下液压源构成试验系统,通过高压模拟环境中机械手各关节动作进行7000m深度设计指标验证,包括系统密封、整机耐压及动作功能。     

校直机旋转机械手研讨

针对轴类自动校直机大工件手动上下料困难的现象,采用了电机驱动机械手式自动上下料机构.本文以校直机自动上下料中行星旋转机械手为例,探讨行星旋转机械手的设计原理,找出其设计规律,建立输出部位的轨迹方程,并以此类旋转行星传动机构为基础,衍生出一种新的大转速比行星传动机构.     

带电作业用非力反馈液压机械臂的设计

为了适应10kV配电线路带电作业的要求,研制了一种能够最大限度的满足现场作业环境要求的非力反馈液压机械臂.液压机械臂是可以进行远程遥控的、主从式7自由度液压机械臂,包括机械臂本体、主手、手持终端、主手控制器、液压伺服驱动器和液压供油系统.采用位置伺服控制方式,主从手是同型结构,从手可以完全跟随主手来运动,机械臂操作灵活、简单方便、持重大、自重小、性能稳定可靠.并在10kV配电线路上进行了试验,证明了所设计的体系结构的合理性和可行性.     

三轴惯导测试转台的交叉耦合问题及对策

从三轴惯导测试转台的结构入手,分析了三轴惯导测试转台的交叉耦合问题产生原因:当三轴作同时摇摆和速率状态时,系统将存在一种不确定的非线性强耦合,如三轴同时转动时的惯量耦合,三轴处于非正交情况下的框架之间的动态耦合.这些都直接影响到系统的稳定性,从而难以保证系统稳态和动态性能.对于轴系之间的惯量交叉耦合和框架间的动态耦合问题,其实质是系统中的力矩变化对系统的影响,最终反映在执行电机上的就是要求对电机的输出力矩进行补偿设计;根据对问题的分析进而提出了减小交叉耦合的方法:控制系统采用状态观测器和反馈增益矩阵组合在一起,组成输出反馈系统中的动态补偿器的方案.