新型并联冗余驱动地震模拟台

提出一种新型冗余驱动并联模拟平台。水平方向分别有二个驱动接口模块和一个驱动接口模块,垂直方向有三个驱动接口模块。垂直方向的三个驱动接口模块附加配重。每个驱动接口模块均可由一根或两根滚珠丝杠驱动。双丝杠驱动时,输入单元局部并联,经均力机构转化为系统的单一输入。利用该平台构造了一个8输入6输出的地震模拟台,将垂直方向和水平方向的丝杠寿命分别提高18倍和8倍,为地震模拟台使用电气机械系统驱动提供了可行的途径。     

均流冗余技术在功率驱动中的应用

选择了一种“恒流”驱动电路，采用并联冗余，在不增加外部控制电路的情况下，能确保各并联支路的电流自动平均分配，使均流和冗余技术融为一体。当其中一路出现过载、短路时．热熔保险迅速熔断，使这一路断开冗余组件，其余支路又自动均流。提高了系统的可靠性。     

一种4自由度冗余并联机床的控制

在一台非冗余4自由度并联机床上添加一条具有主动驱动的冗余支链,构造4自由度驱动冗余并联机床,研究其控制策略。基于相应的非冗余并联机床的位置控制,对冗余机床的冗余支链采用力控制方式以控制冗余支链的内力,其他运动支链采用位置控制以保证机床的运动精度。在推导出控制系统传递函数的基础上,分别分析控制系统的稳定性、抗干扰能力和响应性能。最后将位置/力控制方式集成到冗余机床的数控系统中,并进行试验研究。通过机床沿圆形轨迹运动的轮廓误差试验证明此控制方式可以保证冗余并联机床和对应的非冗余机床具有相似的轮廓误差,而且冗余支链减小了非冗余伸缩支链中的间隙,从而证明了冗余支链力控制工程的有效性和可行性。     

一种冗余驱动协调机构的偏载稳定性分析

针对冗余重载驱动器存在偏载的问题,提出一种具备偏载自协调的冗余驱动机构设计方案。根据机构几何约束关系,建立该机构的位置约束方程及速度、加速度关系式,运用虚功形式的动力学普遍方程,建立该机构的动力学模型。在此基础上,运用拉格朗日定理和李雅普诺夫稳定性理论,对该机构的偏载稳定性进行分析,得出了该机构稳定性与协调杆结构弯曲角之间的关系。基于所建立的动力学模型,运用相平面法,及对驱动器偏载率进行分析,分析了某一具体机构实例的偏载稳定性,分析结果验证了理论结果的正确性。研究结果表明,在协调杆结构弯曲角大于180°的条件下,当受扰动产生偏载时,该机构可以通过自动调节,保持其运动稳定性,且具有回复到匀载状态的趋势。     

一种平面冗余驱动并联机器人的优化设计

以一种平面2自由度冗余驱动并联机器人为研究对象,在已有文献对机构的空间模型、运动学方程、工作空间和运动学性能指标分析的基础上,提出了全域性能指标和局域性能指标的概念,讨论了各种局域性能指标之间的关系,并结合运动学性能指标,在各种性能指标综合最优的基础上进行了机构尺寸参数优化设计,优化出尺寸参数范围,并选取典型尺寸设计实际机器人机构;再利用实际机器人机构的各项全域性能指标值和局域性能指标在可达工作空间内的分布,首次提出了组装构型优化概念,在反解多的机器人机构设计中选择最佳反解组装构型.     

一种新型自重构模块的设计

文章论述了自重构机器人的类型,国内外的发展情况,并提出了一种新型自重构模块。讨论并分析了设计模块机构阶段所遇到的问题,特别是离合器的机构设计,以及必须遵守的两种状态。为了使控制简单,采用开关量控制,把旋转面对接机构设计为差动连接,并对该模块机器人的运动形式和步态作了进一步解释。     

一种球面2-DOF冗余驱动并联机器人的优化设计

提出了一种基于兼顾全域性能指标和局域性能指标相对性能综合最优的机器人机构尺寸优化设计方法,运用VB、Matlab软件编写优化程序,并通过范例给出了该优化程序的使用方法,实现了球面2-DOF冗余驱动并联机器人机构在不同应用场合下兼顾不同性能的尺寸优化设计。     

一种新型自重构模块机器人的机构设计

提出了一种同构阵列式自重构机器人模块单元,该单元具有12个自由度,结构简洁、紧凑,控制方便简单,并且详细介绍了每个模块的机械结构。每个模块利用6个面上的销和孔组成自动锁定装置,通过与相邻模块问的交流和通讯,独立自主实现与相邻模块间的连接、分离。由多个相同模块组成的M-Cubes系统,通过模块之间的相互配合,改变它们之间的连接方式,形成空间任意结构。最后对M-Cubes机器人最基本的变形运动进行了分析,并且利用java3D进行了仿真。     

一种冗余驱动用切换传动机构的轮系参数优化

航天用的空间展开机构要求其关节驱动系统具有较高的可靠性,采用冗余驱动是提高可靠性的有效措施.提出了二套驱动系统并联的单备份冗余驱动方案,设计了适于该冗余驱动方案的差动轮系式传动机构;为了减少切换传动机构的体积和质量,提高其运动平稳性,以体积最小和转动惯量最小为目标函数,建立了轮系参数的多目标优化模型,并利用线性加权和法对优化模型进行了简化处理,借助Matlab优化工具箱进行了实例优化计算,计算结果验证了优化模型和计算方法的有效性.     

一种6-DOF冗余驱动并联机器人模型分析与运动控制

主要研究8输入6-DOF冗余驱动并联机器人的动力学特性和运动控制方法,首先描述了该机器人的运动学约束条件,并分析其运动学特性;随后采用拉格朗日法建立机器人动力学模型,并设计模糊自适应PID控制器。最后运动学模型、动力学模型及模糊PID控制器进行了仿真,验证了模型的正确性和控制方法的有效性,为并联机器人参数选取和控制方案制定提供依据。     

5-UPS/PRPU冗余驱动并联机构的内力分析与协调

基于全雅可比矩阵和伪逆法求解了5-UPS/PRPU冗余驱动并联机构的内力,并提出了一种基于冗余驱动变刚度的协调内力的方法。通过求解机构的变形协调方程,得到机构的全雅可比矩阵的加权广义逆,从而求得该5-UPS/PRPU冗余驱动并联机构的内力表达式,通过有限元软件验证了该方法的正确性。以相应的5-UPS/PRPU冗余驱动并联机床为例,分析了冗余分支驱动刚度的变化对各个分支内力幅值的影响,进而提出了一种协调内力的方法。通过分析其内力随冗余分支刚度的变化分布情况可知,非冗余分支各个驱动螺旋以及冗余分支约束螺旋所对应的内力幅值可以通过在一定程度上增大冗余分支的驱动刚度来降低。该方法对机械结构设计人员以及控制系统搭建人员在提高系统精度、降低系统内力方面有重要的参考价值。     

平面冗余驱动并联机构自适应滑模同步控制

基于Kane方程,建立了平面二自由度冗余驱动并联机构的动力学模型。基于轨迹轮廓误差,定义了机构的同步误差及滑模面,将动力学方程线性化,设计了自适应滑模同步控制器并对机构进行了稳定性分析。通过MATLAB仿真计算,并与计算力矩法进行比较发现,自适应滑模同步控制法优于计算力矩法,能够很好地实现轨迹跟踪。     

球面两自由度冗余驱动并联机器人弹性动力学分析

建立了球面2-DOF冗余驱动并联机器人弹性动力学模型。将机器人系统的6个空间弯杆划分为6个子结构,考虑空间弯杆的弯曲、拉伸和扭转变形,基于有限元法求出了各子结构的弹性动力学模型;根据转动副的约束特点以及各分支与输出轴的变形协调约束关系,将子结构组装成3个分支并进行装配,得到系统的弹性动力学模型;将理论计算与有限元仿真得到的机构在初始位置时的固有频率进行对比,验证了系统弹性动力学模型的正确性。通过对比分析球面2-DOF非冗余与冗余驱动并联机器人输出端的动态响应,验证了冗余驱动的引入可以明显减小机器人输出端的最大弹性位移。研究结果为含有空间弯杆并联机器人的结构优化设计以及振动分析提供了理论依据。     

空间2自由度冗余驱动并联机构运动学性能分析

面向建筑机器人领域的高性能机械臂需求,提出了一种空间2旋转自由度的3-UPS&U冗余驱动并联机构。基于螺旋理论和修正的G-K公式对机构的整体自由度进行分析,确定了其围绕恰约束支链万向副旋转的运动特性。建立驱动参数与末端参数之间的映射关系,得到其工作空间模型。通过主驱动并联、从动约束串联的独立建模,构造了该并联机构完整的广义雅可比矩阵,进一步得到动平台末端中心点线速度与驱动关节速度之间的无量纲化雅可比矩阵,并据此建立了特定工作空间下机构的灵巧度、承载能力和刚度性能评价指标。最后结果表明,3-UPS&U冗余驱动并联机构进行较高频次上下摆动作业时,在约束支链所布置的对应转轴方向上,具有更佳的综合运动学性能,且能大大降低性能衰减的幅度。     

冗余驱动的并联机器人性能分析

提出了带冗余驱动器的三腿并联机器人的两种结构，介绍了它们的性能特点，基于动力学方程分析了它们对于不同的优化目标和不同的约束条件的输入力最优化问题．结果表明，冗余驱动可显著提高机器人的力传递能力。     

Vex4冗余驱动并联机构的动力学建模、力优化及力位混合控制

并联机构引入冗余驱动可消除机构奇异位型,提高刚度和负载能力。但冗余驱动造成驱动力求解不唯一,可能引起内力对抗,造成能量损耗甚至机构损坏。因此冗余驱动并联机构的动力学建模与控制必须考虑驱动力分配和优化。应用自然正交补(NOC)法对Vex4三自由度冗余驱动并联机构进行动力学建模,采用右Moore-Penrose广义逆矩阵通过QR分解转置系数矩阵得到最小驱动力优化解。为平衡驱动力并跟踪轨迹,在力位混合即非冗余支链位置控制、冗余支链力(矩)控制基础上,采用动力学差分提出一种位控、力控支链驱动力同步优化方法,设计同步优化力位混合控制器实现轨迹跟踪控制。搭建Vex4冗余驱动并联机构样机开展轨迹跟踪试验,验证了所提优化和控制方法的有效性。     

智能接口功能模块设计与实现方法研究

在自动化仪表工程施工过程中经常会遇到信号不匹配的问题，常常造成误工或停工，为解决这些问题，作者设计了一种多功能智能接口，使用它能有效地解决许多困难，本文重点介绍了该智能接口电路的工作原理和软件设计方法。     

基于单片机液晶显示模块的接口设计

介绍了GJ12864点阵式液晶显示模块和单片机MSP430F149的功能特点及两者之间的接口设计.通过适当的电路设计解决了电平不兼容的问题.详细阐述了硬件电路的设计和图形、字符及汉字属性显示方式的软件设计思想,给出了硬件接口电路图和显示程序流程图.该设计具有硬件电路设计简单可靠,程序编写简单实用的优点.成功完成了LCD显示驱动及系统控制的双重任务,实现了良好的人机对话,实践中取得良好的效果,并已成功应用于γ-个人辐射剂量仪中.     

基于微机并行口的LCD模块的检测

论述LCD模块、计算机并行口和用并行口检测LCD模块的方法。