球形机器人系统建模与仿真

针对目前球形机器人的完整动力学模型不能应用现有的非线性控制方法的问题,通过合理的抽象和简化,采用拉格朗日法选取适当的广义坐标,推导出一种完整的三维动力学模型,并将其转化为二阶非线性微分方程,相较其他的动力学模型降低了复杂度,为基于动力学模型的控制策略研究提供基础。同时针对该模型采用一种并联PID控制方法,在Simulink仿真实验中证明在此动力学模型基础上该控制策略能实现机器人的平衡控制与运动控制,并具有较好的响应特性和稳定性。     

3-RPS并联机器人动力学分析及控制

运用牛顿—欧拉方法建立3-RPS并联机器人机构的逆动力学模型。通过使用Simmechanics将并联机器人物理模型导入Matlab/Simulink中,利用Simulink对机构进行动力学仿真以及验证机构的逆动力学模型。针对并联机器人的建模不确定性,提出一种基于不确定性系统的鲁棒控制方案,即分别通过基于标称模型设计系统的计算力矩控制器,来镇定标称系统;通过构建Lyapunov函数来构建系统的鲁棒补偿控制器,来消除由于建模不确定性引起的跟踪误差。通过将控制模型导入Simulink中对其控制效果进行验证,其具有较低的稳态误差精度,效果优于计算力矩控制策略。     

一种超临界材料铣削切削力试验研究

利用单因素法对超临界材料1Cr11Co3W3NiMoVNbNB进行铣削实验,分析切削用量的改变对主切削力、进给力、背向力和总切削力的影响规律,并提出超临界材料1Cr11Co3W3NiMoVNbNB粗铣加工时的参考切削用量。     

基于结合部刚度特性的丝杠可靠性试验台模态分析

为获得自主设计的丝杠可靠性试验台的动态特性,对试验台进行有限元动力学建模。针对丝杠系统具有大量可动结合部、但传统有限元方法不能很好模拟结合部接触的特点,采用赫兹弹性体接触理论计算丝杠螺母、导轨和轴承三类结合部的接触刚度,由此建立修正后的有限元模型。利用力锤激励法对试验台进行了试验模态分析,对比试验与修正后模型结果,模态频率最大误差不超过4%,验证了模型的精度,为退化试验后下一步的丝杠故障诊断和寿命预测提供了动力学依据。     

IMU松耦合的KinectFusion算法改进

针对KinectFusion算法中采用frame-to-model ICP进行位姿估计时经常发生位姿丢失的问题,提出了使用惯性测量传感器IMU进行松耦合的算法改进。通过使用IMU采集到位移数据结合ICP算法实现位姿估计,意图在快速移动或者采集的图像数据缺少有效配准点的情况下保证相机跟踪不丢失,增强KinectFusion算法的整体鲁棒性。通过实验,将提出的算法与原有的算法进行比较,结果表明这里算法在没有明显降低实时性的情况下,其鲁棒性上优于原有算法,可以满足移动机器人的实时SLAM需求。     

新型电力铁塔攀爬机器人的设计及攀爬步态分析

针对现有电力铁塔攀爬机器人存在的结构复杂、稳定性差、越障能力不足等问题,这里设计了一种新型电力铁塔攀爬机器人并对其攀爬步态进行了分析.通过选取电力铁塔主材上的脚钉为夹持对象,采用机械电磁复合手爪夹持方式等创新性的方法,简化了攀爬机器人的结构,提高了夹持稳定性,解决了避障难题.然后使用Workbench对关键受力部件进行有限元分析并利用Robotics Toolbox对机器人的攀爬过程进行了建模仿真,仿真结果表明攀爬机器人机械结构及攀爬步态设计合理,验证了新型电力铁塔攀爬机器人在实际工作环境中应用的可行性.     

基于AMESim的一种角度变化试验台运动特性分析

简述了一种角度变化试验台的工作原理与工作环境,设计了基于该试验台的液压动力系统,基于AMESim仿真平台对液压系统进行了仿真、分析,研究了液压系统中不同因素变化对系统的影响,得出了采用调速阀进行调速,回油油路设置节流阀并且系统压力保持在16 MPa左右的条件下系统最稳定的结论。为实际系统制作提供了理论依据。     

自动去冒口装置的多执行器液压系统设计

介绍了实现去浇铸件冒口装置的工作原理,根据设计原理和设计要求,提出了一种多执行器顺序动作的液压系统控制方法。分析了液压控制系统各个执行器的控制要求,合理选择及改进设计了顺序控制回路、速度控制回路、锁紧回路、阀控液压缸伺服控制回路等其他的液压回路,各个回路之间相互联系、同时又相互独立。该设计不仅大大提高了系统的自动化程度、稳定性、可靠性,而且提高了系统的可维护性。     

钢管内壁强化处理工艺方案

采用超高压液压自紧技术,对钢管内壁进行强化处理.设计了工艺方案,构建的系统的最高压力可达1000MPa.分析了钢管的稳定性和强度,计算了钢管内壁强化层的厚度并绘制了应力曲线图.     

脉冲燃烧风洞新型悬挂式测力系统

针对高超声速风洞试验中存在的支架干扰问题和内式天平占用带动力试验模型内部功能性空间问题,提出新型悬挂式测力系统.该系统基于盒式天平原理,试验模型、响应拉杆和支撑框架分别作为浮动框、带传感弹性连杆和固定框,将三者作为测力系统的整体来开展研究,不单独设计内式天平.响应拉杆杆体设计为铰链形式,实现空气动力的机械分解,拉杆固定端为轮辐式结构,轮辐条上的应变计组为惠斯顿全桥,实现空气动力的电气分解.在流固耦合方面的计算结果表明,悬挂式测力方案相比传统方案在升力测量上的干扰降低了约11%,在模态、强度和刚度等方面均能满足脉冲燃烧风洞试验的要求.