水压蛇形灭火机器人中部关节解耦特性分析

针对蛇形灭火机器人中存在的驱动与灭火资源分离、运动耦合、运动不够平稳等问题,采用水压驱动的水压自伺服摆动缸作为蛇形灭火机器人关节的驱动机构,并设计了一种水压蛇形灭火机器人中部关节,该中部关节由两个十字关节组成,其具有驱动与灭火资源的结合、运动解耦、运动平稳的优点。首先分析了运动耦合机理,并对该中部关节的解耦性进行仿真分析与验证;利用空间坐标变换矩阵,对该中部关节进行运动分析,求得了其末端中心坐标,仿真与运动分析结果表明:该中部关节运动解耦,且求出的中部关节末端中心坐标为后续的水压蛇形灭火机器人运动规划的研究提供了理论依据。     

可重构液压自伺服机器人关节D H参数库建立与运动学分析

提出了一种利用迭代法求解可重构液压自伺服机器人逆解的方法。对可重构液压自伺服机器人关节做了定义,得出了相邻两动力模块较优连接方式表;探讨了3个动力模块之间的连接方式,建立了D-H参数库一,再根据动力模块与末端执行器之间的连接方式建立了D-H参数库二;介绍了机械臂数学模型,并选定了一种构型,根据该构型便可确定与其相对应的D-H参数,并得到了该构型的正运动学方程组;最后通过迭代法求得了可重构液压自伺服机器人逆解,并利用ADAMS软件验证了逆解的可行性。仿真结果表明:利用迭代法求可重构液压自伺服机器人运动学逆解是切实可行的,且迭代法适用于任何构型求逆解。     

非牛顿润滑静压轴承的节流器流量方程修正

针对润滑剂流经节流器过程的非牛顿行为,基于非牛顿流体润滑静压轴承的固定节流器理论研究,引入非牛顿流量系数λ_i (i=1,2,3,4)来描述非牛顿流体的影响。对小孔、毛细管和缝隙节流的非牛顿润滑模型进行研究,通过对比Rabinowitsch(立方定律)和耦合应力流体模型得到结论,即:润滑剂流经节流器的非牛顿行为对节流后的流量有很大的影响。该结果有助于研究者更加全面理解润滑剂的非牛顿行为对静压和动静压混合轴承性能的影响。     

基于遗传算法的液压自伺服摆动缸结构优化与动态特性分析

根据液压系统固有频率公式对液压自伺服摆动缸进行动态特性分析,通过分析影响其动态特性的四个参数得出,在一定条件下,欲提高液压自伺服摆动缸的动态特性,必须对其进行结构优化以便获得尽可能大的工作腔每弧度排量。在此基础上,提出了一种利用遗传算法对液压自伺服摆动缸结构进行优化的方法。为提高液压自伺服摆动缸的动态特性,建立了其三大状态方程及Simulink模型,分析了液压自伺服摆动缸系统固有频率式中4个参数对其动态特性的影响,并利用遗传算法获得了其结构参数最优解,将最优解与初始值分别代入Simulink模型进行仿真,仿真结果表明:利用液压自伺服摆动缸系统固有频率公式来研究其动态响应特性是正确可行的,该系统固有频率公式也可以应用于其他液压系统动态响应特性分析;利用遗传算法对液压自伺服摆动缸进行结构参数优化,与优化之前相比,优化之后系统整体的动态响应速度有了明显的提升。