气动管外爬升机构的研究

提出了用气动控制系统实现管外自爬升的新机构，该机构采用蠕动爬升的方式，由气缸作区动器，上，下体交替夹紧和爬升，ＰＬＣ控制，机构可荷重１５０ｋｇ垂直爬升，安全可靠。     

气动位置伺服系统的自适应控制系统

提出采用两个电－气压力比例阀构成新颖的阀控制控缸气动位置伺服系统，并运用极点配置的自校正自适应控制方法实现了报缸活塞位移的实时控制。研究结果表明，这种气动位置伺服系统比采用电－气流量比例阀的气动位置伺服系统具有较高的刚度和较好的控制性能；     

气动位置伺服系统的自适应控制研究

提出采用两个电－气压力比例阀构成新颖的阀控缸气动位置伺服系统，并运用极点配置的自校正自适应控制方法实现了气缸活塞位移的实时控制。研究结果表明，这种气动位置伺服系统比采用电－气流量比例阀的气动位置伺服系统具有较高的刚度和较好的控制性能；运用自适应控制方法的气动位置伺服系统具有较强的跟踪能力和抗参数扰动的鲁棒性。     

气动伺服控制系统的稳态特性分析方法

气动伺服控制系统的稳态特性是指稳态时气动伺服控制系统的参数（如压力、速度或转速等）随阀口大小的变化规律。由于气动控制系统具有众所周知的特点，因此，很难精确分析气动伺服控制系统的稳态特性，本文在分析气动伺服控制系统的组成及特点的基础上，采用一种新的方法，即迭代法求解气动伺服控制系统的稳态特性，结果表明，该方法简单易行，计算量小，可成为分析气动伺服控制系统稳态特性的强有力的理论工具。     

新型气动实验台的设计与开发

设计开发了一种新型教学用气动实验台，该气动实验台可采用全气动控制方式、继电器控制方式以及PLC控制方式。文中详细介绍了采用三种控制方式的气动实验台的工作原理度其特点。     

电炉电极升降与抱紧的研究与应用

针对当前电石生产中，采用液压控制电极升降及抱紧存在的问题，文章结合气动控制的原理，分析了液压与气动控制电极升降与抱紧的技术性能，经对比，采用气动控制电极升降与抱紧的方法经济、可靠、安全。     

气动位置伺服系统中“PWM”控制方法

在气动控制领域中，随计算机技术的飞速发展，特别是微型机在工业控制领域的应用，使得气动位置控制技术完全有可能利用计算机来完成。气动位置计算机控制系统一般采用数字控制系统。近年来，在电—气开关／伺服控制系统中，实现电气转换的方法很多，特别是脉冲调制技术的...     

基于能量转换的桥式气动节能回路研究

传统的气动驱动回路一般使用三位五通换向阀进行控制，压缩气体的利用率较低。针对这一问题，提出一种采用4个开关阀控制的桥式气动回路，以提高压缩空气的利用率。桥式气动回路节能的核心是充分利用压缩气体的膨胀能做功推动活塞运动。以活塞杆伸出行程为例，基于能量转换，根据活塞运行过程中进气腔和排气腔气体的做功来计算开关阀的开闭时序。对计算得到的开关阀开闭时序进行实验验证，并与传统的气动回路进行对比。实验结果表明，与传统气动回路相比，提出的桥式气动回路能够有效地提高气动驱动系统中压缩空气的利用率。     

稳定气动部件运动的控制方法

稳定气动部件运动的控制方法赵诚刚在一般有关气动设计的资料中都谈到气动系统工作部件（如图１所示的工作台）的运动带有很大的冲击性，并指出采用排气节流的方法可以使冲击得到减缓，使部件在气体压力的作用下，运动趋于平稳。如图１所示，安装在两个三位五通阀排气口的...     

PLC控制气动系统试验台的设计与研究

介绍基于PLC控制的气动系统实验台的结构设计，通过实例与试验运行，说明该试验台非常适合于气动系统逻辑回路的验证，同时也适合于采用PLC控制的液压、气动自动设备进行模拟试验。     

Development of a wall-climbing robot using a tracked wheel mechanism

In this paper, a new concept of a wall-climbing robot able to climb a vertical plane is presented. A continuous locomotive motion with a high climbing speed of 15m/min is realized by adopting a series chain on two tracked wheels on which 24 suction pads are installed. While each tracked wheel rotates, the suction pads which attach to the vertical plane are activated in sequence by specially designed mechanical valves. The engineering analysis and detailed mechanism design of the tracked wheel, including mechanical valves and the overall features, are described in this paper. It is a self-contained robot in which a vacuum pump and a power supply are integrated and is controlled remotely. The climbing performance, using the proposed mechanism, is evaluated on a vertical steel plate. Finally, the procedures are presented for an optimization experiment using Taguchi methodology to maximize vacuum pressure which is a critical factor for suction force.     

基于STM32的爬墙机器人的设计

为了实现搭载各种轻质量设备进行垂直墙面和水平墙面作业,设计了一种以STM32单片机为控制核心、使用真空吸附原理的多足爬墙机器人。采用UG建模的方法进行机械结构的设计,通过样机实验的方法研究机械结构和控制系统存在的问题,研发出了适合常规工业用的爬墙机器人。     

物料拾取和搬运中的气动真空技术

介绍了用于物料拾取和搬运的气动真空技术的研究现状及发展趋势。首先叙述了真空发生器在性能提高和节能方面的研究概况,然后介绍了真空吸盘以及旋流、径流和附壁效应等新型真空发生吸取一体装置的研发进展,再介绍了真空安全技术方面的新成果,概括并总结了用于物料拾取和搬运的真空技术发展的若干趋势。     

输电线路除冰机器人竖直摆臂机构研究

研制除冰机器人代替人工方法进行导线除冰具有重要的应用前景。分析了除冰机器人前(后)臂运动特点,得到竖直摆臂机构的设计要求。根据竖直摆臂机构设计要求,采用四杆机构实现竖直摆臂运动。基于四杆机构的封闭性,应用解析法进行了四杆机构的机构综合,并用实例说明其应用。除冰机器人实验样机验证了四杆机构综合方法是正确的,四杆机构式竖直摆臂机构满足机器人的运动所有要求。     

机器人在垂直输气管道中的运行速度

管道机器人在进入垂直输气管道向下运行时,由于机器人自重会使设备加速运行。为了探究垂直输气管道中机器人的运行速度规律,首先利用牵拉试验验证了机器人在一定运行速度范围内其运行阻力基本保持不变;然后根据动量守恒定律建立了机器人在垂直管道向下运行时的受力状态方程。由于机器人自重影响,机器人将做加速度减小的加速运动,分析了由于加速运动导致的机器人速度增量与压强增量间的关系,当压强增量与机器人自重再次达到受力平衡时,机器人速度达到最大值。确定了机器人最大运行速度的计算方法,可在机器人通过垂直输气管道时提前预测机器人的最大运行速度。通过与数值模拟结果和工业现场实际运行速度进行对比,验证了计算方法的可靠性。     

攀爬机器人动力学建模与分析

针对一种攀爬机器人越障过程中动力学特性与真空模块力系平衡问题,建立了一种基于李群李代数与旋量理论在越障运动过程中攀爬机器人动力学特性分析方法。通过指数积空间的形式推导得到了空间速度雅可比矩阵进而减少因微分求导而产生的奇点,基于李群李代数与旋量理论通过拉格朗日方程建立了物理意义明确、计算复杂度低的动力学方程,建立了真空模块的力学模型,求解得到直角面越障过程中真空模块的最佳吸附力,并应用coppeliasim仿真求解出机器人关节驱动力矩,验证了李群李代数与旋量理论建模的正确性及动力学模型的有效性,通过吸附实验验证了真空模块吸附能力。     

小型吸附式爬壁机器人机械结构及平衡性

设计并制作了一种爬壁机器人,代替人类完成攀爬和检测任务,其主要功能包括在垂直平面上的直线行走、任意曲线行走、两垂直墙壁内角的翻越、垂直墙壁与水平面之间内角的翻越等.机器人采用两层结构,上下层由铰链连接,上下两层之间通过一铰接的移动副产生相对移动,完成爬壁机器人躯干的移动动作.吸附式爬壁机器人的吸附功能由连接在腿上的吸盘完成.机器人由真空发生器产生真空,使真空吸盘与墙面紧密吸附.根据机器人的各种运动姿态,分析了该机器人墙壁吸附的平衡条件,导出了选择吸盘及气压元件的标准;经仿真与实验,该机器人可以达到设计的功能.     

颗粒物塑形负压吸盘的设计与研究

 在气压传动系统中，负压吸盘是实用有效的真空元件。大多数负压吸盘针对平面形接触面而设计，无法保证粗糙表面的气密性。为解决这一问题，提出一种基于颗粒物塑形原理的负压吸盘。该吸盘利用刚度可控的阻塞技术，将颗粒物填充于硅胶软膜内，并在软膜内部镶嵌类软骨结构。当吸盘与平面物体接触时，硅胶气囊充气膨胀并贴合物体表面三维轮廓。完全贴合后固化颗粒物并利用负压实现适形吸附式夹持，适用于多种材质和形状的表面。通过对光滑表面物体和粗糙表面物体的吸附测试，验证了吸盘的气密性和适形能力。负压塑形吸取技术方案可为气动真空元件的设计提供有益参考。     

Coaxial twin-shaft magnetic fluid seals applied in vacuum wafer-handling robot

Compared with traditional mechanical seals,magnetic fluid seals have unique characters of high airtightness,minimal friction torque requirements,pollution-free and long life-span,widely used in vacuum robots.With the rapid development of Integrate Circuit(IC),there is a stringent requirement for sealing wafer-handling robots when working in a vacuum environment.The parameters of magnetic fluid seals structure is very important in the vacuum robot design.This paper gives a magnetic fluid seal device for the robot.Firstly,the seal differential pressure formulas of magnetic fluid seal are deduced according to the theory of ferrohydrodynamics,which indicate that the magnetic field gradient in the sealing gap determines the seal capacity of magnetic fluid seal.Secondly,the magnetic analysis model of twin-shaft magnetic fluid seals structure is established.By analyzing the magnetic field distribution of dual magnetic fluid seal,the optimal value ranges of important parameters,including parameters of the permanent magnetic ring,the magnetic pole tooth,the outer shaft,the outer shaft sleeve and the axial relative position of two permanent magnetic rings,which affect the seal differential pressure,are obtained.A wafer-handling robot equipped with coaxial twin-shaft magnetic fluid rotary seals and bellows seal is devised and an optimized twin-shaft magnetic fluid seals experimental platform is built.Test result shows that when the speed of the two rotational shafts ranges from 0-500 r/min,the maximum burst pressure is about 0.24 MPa.Magnetic fluid rotary seals can provide satisfactory performance in the application of wafer-handling robot.The proposed coaxial twin-shaft magnetic fluid rotary seal provides the instruction to design high-speed vacuum robot.     

基于复杂零件五轴加工系统的可重构机器人建模与试验

将数控机床的通用编程语言G代码应用于加工轻质材料、低公差自由曲面复杂零件的可重构机器人多轴加工系统,并将复杂曲面加工的五轴立式关节机器人视为倾斜五轴（X,Y,Z,A,B）立式铣床的特殊配置,开发出了机器人的控制系统原型。阐述了机器人的建模方法,包括运动学问题的正向解和逆向解的求解方法;分析了机器人三轴、五轴加工时的工作空间;通过三个轻质材料试件的加工试验,验证了实验机器人加工控制系统原型的编程、控制和加工能力。