一种新型可控机构式机器人机构振动特性

可控机构式机器人将驱动电机和减速器安装在机架或机架附近,使机构运动惯量显著减小,改善了机器人机构的动态性能.为了研究这种新型的机器人机构的动态性能,避免其发生异常振动,本文以一种所研制的机器人机构为研究对象,对其弹性动力学进行了建模,并对其振动特性进行了研究.首先对该机器人机构进行运动学分析,然后基于有限单元法建立其弹性动力学模型,在此基础上运用多尺度法求解系统动力学响应,并对机构在自激惯性力作用下的振动机理进行分析,研究其非线性振动特性及主共振、组合共振的条件.结果 表明,在自激惯性力作用下,机器人机构的驱动电机角速度近似于系统的某阶固有圆频率时,系统将发生主共振现象;而当多个驱动电机的角速度与系统的固有圆频率达到特定条件时,可能发生组合共振现象.发生共振时系统动态响应的幅值增大,为了避免可控机构式机器人在运行过程中发生共振,应注意使驱动电机的角速度远离机器人机构的共振条件.     

基于PSO算法的滑片-滑槽摩擦模型的参数识别分析

以滚动活塞压缩机滑片为研究对象,建立了滑片与滑槽的LuGre摩擦模型。将不同稳态速度下的摩擦力值利用自适应权重粒子群优化算法进行分析,对摩擦模型的静态参数进行识别,对不同预滑移阶段的摩擦力值进行分析,实现摩擦模型的动态参数识别,最终获得一种能够表征滚动活塞压缩机滑片周期性变化摩擦的LuGre摩擦模型,并对模型的准确性进行了验证,为分析滑片与滑槽的摩擦特性提供了依据。     

径向油膜密封中气液两相泄漏流的数值模拟

针对滚动转子压缩机径向间隙的动压油膜密封出现的微尺度气液两相泄漏流,运用正交试验法设计了动压油膜密封的试验方案,在实验验证的基础上,基于Fluent进行了数值模拟试验,分析各试验参数对气相泄漏量Q和气相击穿时间T影响的显著性。分析结果表明:在正交试验参数变化范围内,对气相泄漏量Q的显著性影响由高至低排序为:径向间隙H、压差P和润滑油黏度μ;对气相击穿时间T的显著性影响由高至低排序为:径向间隙H、润滑油黏度μ和压差P;具体表现为:气相泄漏量Q随着H和P的增大而增大,随着μ的增大而减小;气相击穿时间T都随着H和P的增大而减小,随着μ的增大而增大。根据正交试验分析的结果,给出了气相泄漏量最小的优化参数选择。     

无人机空间定位的图像识别研究

对芒果树的施药无人机的空间定位特点进行了图像识别分析。通过无人机的CCD摄像头拍照,然后应用图像识别的方法,获得无人机喷洒农药的理想空间位置。对不同季节、不同天气特点、不同种植间距等情况进行了实验分析,实验结果表明图像识别方法可以提高无人机的定位精度,对提高果树的农药喷洒效率有较大的应用价值。     

一种压缩机摩擦测试系统的软件控制平台设计

介绍了一种压缩机摩擦力等效测试系统的软件控制平台设计。应用Lab VIEW软件设计了本测试系统的软件界面,界面实现了各种测试数据的选择、设置以及数据的实时显示、滤波处理、回放、保存、错误提示等功能。同时根据测试要求,依托PLC可编程控制器实现了对伺服电机的动作控制,完成了运动控制功能要求。     

一种可控机构式焊接机器人的焊接精度分析

设计了一种具有十连杆五自由度的可控机构式焊接机器人,并针对可控机构低重心的特点以及焊接过程的实际工况,通过ADAMS软件对机器人机构进行刚性体和柔性体的建模,在直线匀速焊接轨迹下,仿真不同的焊接速度,分析可控机构式焊接机器人的刚性体和柔性体的焊枪末端位移随时间变化的特点,得到焊接机器人的焊接精度与焊接速度变化规律。     

基于LuGre模型的转子压缩机滑片-滑槽运动副摩擦力测试

为研究转子压缩机滑片-滑槽运动副的摩擦特性,根据LuGre摩擦模型的建模方法和该运动副的运行特点及工况特点,设计并搭建了滑片-滑槽等效摩擦力测试系统,分析了该系统的摩擦力跃动现象、数据采集区域和摩擦力测量的重复性问题,并进行了摩擦力测试实验。结果表明：该摩擦力测试系统可以根据压缩机的实际工况,对滑片均匀加载相应的正压力FH,并能实现不同匀速直线运动下的摩擦力测量;可以有效消除低速润滑不均匀导致的摩擦力跃动现象;通过润滑初始化可以较准确地获得基于滑片速度变化的摩擦力表达曲线。实验结果与数值计算结果吻合,从而为正确辨识LuGre摩擦模型的参数提供了实验依据。     

一种新型正铲液压挖掘机工作机构的研究

挖掘机工作机构的创新设计对提高其工作性能,增强市场竞争力具有重要意义.提出一种可有效增强挖掘性能的新型挖掘机构,并研究其性能.基于牛顿-欧拉法对新机构进行力学分析,与现行典型挖掘机构对比,在挖掘阻力最大时所需的挖掘机驱动油缸推力明显降低.基于机构拓扑结构理论分析了该挖掘机工作机构的方位特征(POC)集、自由度和耦合度;基于运动链环路理论对新型机构进行运动学特性分析,环路参数求解中建立含有一个虚拟变量的位置方程验证机构耦合度数值的正确性;通过运动学的数值算例验证分析方法的正确性,得到了工作机构的运动空间与水平挖掘最优的铲斗倾角范围;为保证挖掘机自主挖掘过程平稳连续,结合运动学约束,提出了基于活跃目标点粒子群算法(APSO)的无障碍时间最优的新机构多项式插值轨迹规划.工作对挖掘机新机构的研究和工程应用具有较好的参考价值,对正铲液压挖掘机的创新设计有一定意义.     

压缩机径向泄漏通道润滑油量的实验研究

在压缩机运行过程中,通过径向泄漏通道从压缩腔泄漏到吸气腔的气体泄漏量与堆积在该处的润滑油量有极大的关系,为了准确描述径向间隙处的润滑油量,以滚动活塞压缩机本体为基础设计一套试验装置,采用高速摄影技术对径向间隙处的润滑油进行观察和图像采集,将采集的图像导入MatLab进行图像处理,得到滚动活塞压缩机在运行过程中的径向间隙处的润滑油量。以润滑油密封角为衡量润滑油量大小的指标,分析润滑油密封角与偏心轴转速、供油量、润滑油黏度的关系。结果表明:以汽缸中心点和活塞与汽缸的理论接触点的连线作为分界线,润滑油并不以该分界线作为对称中心均匀地分布在吸气腔和压缩腔两侧,而是整体偏向压缩腔侧,并且该分布规律与润滑油黏度、偏心轴转速和供油量都无关;润滑油密封角随着转速的提高而增大,随着供油量的增大而增大,随润滑油黏度的增加而减小。     

基于改进自抗扰的四旋翼无人机轨迹跟踪控制

四旋翼无人机具有较强的非线性特性，容易受到内外部不确定性扰动的影响，因此精准的轨迹跟踪控制成为挑战。本文针对上述问题提出了一种基于改进自抗扰控制和模型预测控制结合的分层控制架构以提高系统的鲁棒性及跟踪精度。首先，基于非线性自抗扰控制设计了外环位置控制器，同时针对自抗扰控制存在的相位滞后问题，设计了相位补偿器；然后基于模型预测控制设计了内环姿态控制器。本文所采用的控制方法不依赖于精确的数学模型，能够在满足系统约束的条件下对给定的轨迹进行精确的跟踪，具有较强的抗干扰能力。通过典型工况的仿真实验表明本文所提控制方法在轨迹跟踪精度上较传统自抗扰控制提升了40%以上，且具有较强的鲁棒性。