大型零件搬运装配的智能辅助设备防摆控制

智能辅助设备(IAD)是一种可与操作者在同一作业空间共同完成作业任务的智能机械装置.针对大型零件搬运装配过程中存在的负载摆动问题,对IAD的防摆控制进行研究,利用拉格朗日功能平衡原理建立了负载水平运动的数学模型,提出了负载防摆控制策略,分别设计了位置控制器和负载防摆控制器,并对防摆控制进行了仿真研究.研究结果表明,这种控制策略有效可行,在分别改变钢丝绳长和负载质量的情况下,小车运动能够跟踪参考位置,并且在启动加速和减速停止过程中,有效抑制了负载的摆角,使摆角快速衰减到零.该研究对于大型零件搬运装配的IAD运动控制系统的设计与实现具有实际的参考价值.     

助行训练机器人骨盆位姿机构动力学分析

为了辅助偏瘫病人完成行走训练,提出了一种助行训练机器人骨盆位姿控制机构,根据该机构的原理和组成,利用凯恩方法建立了骨盆平面机构的动力学方程,并根据骨盆位姿的运动规律进行了运动学仿真计算,得到了机构运动杆件的位移、速度和加速度曲线。通过解算动力学方程得到了驱动力曲线。计算结果表明:该骨盆位姿控制机构能够实现人体骨盆的位姿控制,通过控制x、z方向的移动机构和骨盆平面机构两个杆的伸缩,可以实现人行走训练时骨盆四个自由度的运动。     

合作机器人的控制策略及实验研究

为了实现合作机器人（cobot）与人直接合作,根据其特性,建立了cobot不完全约束关节机构的模型和它的控制模型,提出了cobot的控制策略,并对cobot跟踪直线和圆弧轨迹进行了实验研究。研究结果表明,该控制策略是可行的,能在人机合作的条件下使cobot跟踪期望轨迹,并不会因为机器人的失控而伤害操作者,可满足人机合作的要求。提出的cobot控制策略可以应用于外科手术、物料搬运和零件装配的合作机器人中。     

基于半物理仿真技术的机电伺服系统模型辨识研究

系统模型是进行系统性能分析与设计的基础。为了获得准确的系统数学模型，文章借助于dSPACE实时系统的半物理仿真环境和MATLAB系统辨识工具箱，提出了一种适用于机电伺服系统的模型辨识方法，并以机器人关节伺服系统为对象进行了系统模型辨识实验研究，通过对比离线仿真和半物理仿真结果验证了该方法的有效性。该研究对机电系统建模及控制系统设计具有参考价值。     

Ultraviolet-shielding and conductive double functional films coated on glass substrates by sol-gel process

Ultraviolet-shielding and conductive double functional films were composed of CeO2-TiO2 film and SnO2:Sb film deposited on glass substrates using sol-gel process.Ce(NO3)3·6H2O and Ti(C4H9O4),SnCl4 and SbCl3 were used as precursors of the two different functional films respectively.The CeO2-TiO2 films were deposited on glass substrates by sol-gel dip coating method,and then the SnO2:Sb films with different thickness were deposited on the pre-coated CeO2-TiO2 thin film glass substrates,finally,the substrates coated with double functional films were annealed at different temperatures.The optical and electrical properties of the CeO2-TiO2 films and the double films were measured by UV-Vis spectrometer and four probe resistance measuring instrument.The crystal structures and surface morphology of the films were characterized using XRD and optical microscope,respectively.The obtained results show that the ultraviolet-shielding rate of the glass substrates with CeO2-TiO2 films is not less than 90%,and transmittance in visible lights can reach 65%.With the thickness of the SnO2:Sb film increasing,its conductivity became better,and the surface resistance is about 260 Ω/ when the SnO2:Sb films were deposited 11 cycles of the dip on the pre-coated CeO2-TiO2 glass.The ultraviolet-shielding rate of the glass substrates with double functional films is higher than 97%,and the peak transmittance in the visible lights is 72%.Additionally,with increasing the heat treatment time,the Na+ of the glass substrates diffuses into the films,resulting in the particle size of SnO2 crystal smaller.     

磁控溅射功率对玻璃基DLC薄膜的结构和硬度的影响

用直流-射频磁控溅射镀膜工艺,在不同的溅射功率条件下,制备了玻璃/SiC/DLC(diamond-like carbon)薄膜.通过X射线衍射仪(XRD)、共焦显微拉曼光谱仪(Raman)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、纳米显微硬度仪,研究了DLC薄膜的组织结构、物相组成、表面形貌、维氏硬度.结果表明,随着功率的增大,ID/IG值先增大后减小,薄膜硬度呈现先增大后减小的趋势;当溅射功率为200 W时,ID/IG值为0.56,镀膜玻璃的硬度值最大(830 HV),相比未镀膜的玻璃基片,硬度值增加了23.88％.     

基于双超越离合器的合作机器人关节机构建模及仿真

合作机器人(Cobot)是一种在同一作业空间内与人直接进行物理合作的新型机器人。为了实现Cobot与人合作的功能,建立了基于双超越离合器的不完全约束关节机构的模型和Cobot关节机构的控制模型。设计了Cobot关节机构的Simulink仿真程序,并对机构的特性进行了仿真分析。仿真结果表明,该Cobot关节机构具有被动的约束特性,满足Cobot与人合作的要求。具有这种关节机构的Cobot可以应用在外科手术、物料搬运和零件装配等需要人机合作的场合。     

丁坝型挡板调控农田溪流暂态氮磷滞留能力的模拟研究

选择Na Cl作为保守性示踪剂、NH4Cl和KH2PO4为添加营养盐,在巢湖流域的二十埠河某一农田源头溪流段,采用恒定连续投加示踪剂的方式,开展野外示踪实验。通过对不同情景下暂态存储参数和营养螺旋指标模拟结果的比较,解析丁坝型挡板对于溪流暂态存储和氮磷滞留能力的调控效果。结果表明:丁坝型挡板使溪流交换系数α显著增大,其中间距为2.5 m的α值较无挡板情景高出132.36%,1.5 m和3.0 m间距则分别高出825.37%和641.29%;相对于无挡板情景,设置挡板的溪流交换长度Ls明显下降,水力持留因子Rh、行进时间中值F200med及过水断面面积和暂态存储区断面面积的比值As/A等出现不同程度的增大;设置挡板的氮磷吸收长度Sw较无挡板情景显著下降,吸收速度Vf则有不同程度的提高。丁坝型挡板对于农田溪流暂态存储和氮磷滞留能力具有很好的调控效果。     

低重力补偿下六轮独立驱动月球车的运动分析

为了在地球上模拟月球表面的低重力环境,需要对月球车进行重力补偿.提出了吊丝式双天车结构的重力补偿方案,确定了月球车在崎岖路面上行进的质心域,分析了低重力下吊丝倾角和质心变化对车轮垂直载荷的影响,绘制了车轮垂直载荷的仿真曲线,完成了低重力补偿下月球车的运动分析.研究结果表明,吊丝倾角越小,月球车的质心变化域越小,则因低重力补偿引起的月球车运动波动越小.该研究为月球车低重力实验环境的建立、月球车移动子系统的功能测试和可靠性实验奠定了理论基础.     

QYLC10重型数控机床进给驱动系统设计与仿真

根据机械动力学原理,考虑进给丝杠轴的弹性,建立QYLC10重型数控机床进给驱动系统的数学模型,分析进给轴的刚度对系统性能的影响.基于MATLAB软件利用阿克曼极点配置法设计系统的状态反馈控制器,建立进给驱动系统的状态空间仿真模型,对极点配置的可行性进行仿真分析.研究结果表明:进给驱动系统的刚度越低,系统的稳定性越差;利用阿克曼极点配置法可以把进给系统的闭环极点设置在任何期望的位置上,有效克服了进给系统刚度不足对稳定性的不利影响,使系统获得更理想的动态性能.所进行的研究对于其他高阶系统或多输入/多输出系统的控制器设计具有参考价值.