滚动球式医疗服务型机器人动力学建模与仿真

针对当前医疗服务型机器人运动不灵活、稳定性差等问题,设计了一种滚动球式医疗服务型机器人,该机器人在结构设计上增加了瞬时失电保护装置,有效的提高了机器人在启停及制动状态下系统的稳定性。采用Lagrange-Routh方程建立滚动球式机器人系统的动力学模型,通过引入Lagrange乘子能够很好的解决滚动球式机器人系统的非线性、非完整性等问题。最后,利用MATLAB/SIMULINK软件对所建立的动力学模型进行了仿真分析,结果表明,所建立的动力学模型是准确的,为后续结构优化和控制系统的设计提供了理论依据。     

遗传算法优化的线性二次型调节器控制下3-UPS并联机器人稳定性分析

通过对3-UPS并联机器人进行动力学建模与状态空间分析,基于遗传算法(GA)优化的线性二次型调节器(LQR)控制方法对其进行控制仿真,结合多体系统振动理论,并运用MATLAB软件和ADAMS软件联合仿真,分别对该并联机器人在动平台施加外部载荷、定平台施加随机振动,以及动、定平台施加复合干扰3种情况下机器人的末端稳定性进...     

双半转腿式机器人运动稳定性分析

提出一种新型的双半转腿式机器人,主要由车体支架、两条轮腿及其轮腿支架组成.根据双半转腿式机器人的步行运动特点,将机器人的一个完整步行周期分为4腿支撑阶段和双腿支撑阶段.针对双腿支撑阶段的稳定性问题,提出3点假设,将机器人的跨步过程简化成一个支点不变、摆长不断变化的倒立摆模型.以机器人平地行走为例,分别建立机器人各杆件的质心坐标方程,并推导出机器人的质心运动方程.根据机器人倒立摆模型,分析影响其运动稳定性的因素.以此为基础,利用MATLAB软件对机器人平地行走时的质心姿态、质心速度以及后跨步杆端部位姿进行仿真,仿真结果表明,双半转腿式机器人的平地运动是稳定的.     

三相变流器线性二次型电流控制研究

三相变流器可实现DC／AC、AC枕能量变换。在三相变流器中,研究变流器的电流控制,可以实现消除谐波,实现ACDC的单位功率因数,DC／AC并网功能以及实现DC／AC双环控制。三相变流器其数学模型为耦合多变量系统,可以选择状态空间的设计方法。笔者提出了一种线性二次型的分析控制方法实现变流器电流控制。调节器结构简单,易于工程实现。     

线性直角运动机器人结构分析及优化

针对车间多工位间的物品输送,提出了线性直角运动机器人方案。该机器人通过上、下2套底盘交错运动实现横向和纵向行驶,为现代无人工厂提供了一种高效的输送方案。通过在横向和纵向2种运动状态下对底盘的受力分析和有限元计算,预测上底盘受力和变形情况,优化了机器人结构。通过制作实验样机,建立实验模拟场地,在不同速度和承载力下进行了3次运行测试,得出了承载能力、运行速度和定位精度的关系,验证了机器人结构优化的合理性,论证了该机器人技术方案的可行性。     

滚动接触柔性连续体机器人的设计与运动能力分析

针对航空原位检修领域对机器人在复杂、狭小空间的作业需求,基于滚动接触原理设计了一种新型的柔性连续体机器人,解决了连续体机器人轴向刚度需求与运动柔顺性之间的矛盾.对连续体机器人单元柔性关节和整体系统进行了详细分析,根据机器人的冗余自由度特点设计了主动运动与被动运动两种运动策略.对机器人单元关节的力学仿真结果表明,该柔性关...     

数字缸伺服系统线性二次型最优控制仿真研究

根据数字缸伺服系统的框图结构,建立了系统的状态空间方程数学模型;利用线性二次型最优控制理论,给出相应控制算法,设计了系统最优控制器,并通过MATLAB对系统特性进行仿真分析;对于采用最优控制算法前后的系统分别进行了阶跃响应和频率响应仿真分析,以验证该算法对系统动态特性的影响,同时又探讨了最优控制器中的加权矩阵对系统稳定性的影响。仿真结果表明,最优控制算法改善了系统动态品质,实现简单,且控制精度高,工程实用性强。     

柔性机械臂的非并置式线性二次型高斯最优控制

本文把线性二次型高斯最优控制应用于单连杆柔性机械臂末端位置的振动主动控制中。应用拉格朗日结合假态模态方法推导了单连杆柔性机械臂的动力学模型，通过仿真证明了线性二次型高斯最优控制应用于柔性机械臂末端位置控制的有效性。     

磁驱动双半球胶囊机器人滚动动态性能研究

为了实现食管、胃、结肠等宽裕环境内诊断与治疗,双半球胶囊机器人需要实现稳定的滚动行走.为了探究旋转磁场强度、旋转速度、阻尼等参数对胶囊滚动动态性能的影响,确定胶囊姿态角变化范围,结合旋转磁场随动效应建立了双半球胶囊拉格朗日滚动动力学模型,采用区间状态转移矩阵逼近算法求得状态转移矩阵,通过分析状态转移矩阵特征指数,确定了...     

滚动转子式双缸压缩机滑片与滚子运动仿真分析

介绍了滚动转子式压缩机滑片与滚子的运动及受力分析,并利用ADAMS软件建立滚动转子式双缸压缩机的虚拟样机模型,对滑片和滚子的运动进行仿真分析,得到滑片和滚子的运动特性曲线,为压缩机的优化设计提供了理论依据。     

球笼式万向节钢球运动分析与仿真

钢球是球笼式万向节的核心部件之一,它的运动规律对万向节的功能有至关重要的影响。证明钢球球心的内外轨道一定是相交的,在此基础上给出钢球在内外轨道约束下的运动学微分方程,利用所得结果严格证明球笼式万向节的等速性。通过求解钢球运动,对钢球相对于星形套、钟形壳以及球笼的运动进行运动学仿真。仿真结果揭示钢球运动的共性特征:全部钢球都分布在一个以内外轨道中心连线中点为圆心的圆上,钢球在分布圆上的方位角变化率在输入角速度数值附近周期性变化,且各不相等;钢球相对内外轨道的弧线位移大小相等、方向相反;钢球相对球笼槽中心存在沿径向和切向位移,相对位移均随时间周期性变化。研究结果为球笼式万向节的设计提供了参考。     

差动式自适应管道机器人的设计与运动分析研究

针对管道机器人过弯时驱动轮与管壁间的相对滑动问题以及机体对管径尺寸的适应问题,设计了采用单电机进行驱动并具有自主差动特性和自适应变径特性的管道机器人。分析了机体差动机构的传动特性,从理论上推导了管道机器人变径机构工作状态时的受力方程,得到了机器人运行时驱动轮与管壁之间的力学关系式。构建了机器人在管内的运动位姿模型,并研究了机器人在不同位姿条件下的模型中各个变量之间的对应关系。分别建立了管道机器人在弯管和变径管中运行的虚拟样机模型,最后通过仿真实验对管道机器人的自主差动特性和自适应变径特性进行了验证。研究结果表明,管道机器人可以无干涉地通过弯管,在变径管中运行时也能有效地实现自主变径,并展现出了良好的驱动性能。     

关节型双足机器人设计与运动分析

对仿生人类腰部以下结构,设计一种关节型双足机器人.构建其行走与站立两种基本运动的运动学模型,通过逆运动学分析对其关键数值进行解算.实验验证了机器人设计及运动分析的合理性.     

三次非线性型二自由度系统的稳定性分析

应用劳兹准则对具有三次非线性弹性材料的二自由度缓冲包装系统进行了稳定性判定，应用龙格—库塔法对该系统进行数值分析，得到产品主体和易损件的相平面图。     

两足步行机器人步态及运动稳定性分析

讨论分析了两足步行机器人的步态及运动稳定性,运动动力学方法对步行机的ZMP点进行计算,得出两足步行机器人保持静态稳定行走的必要条件.     

分段线性振动机械周期运动稳定性研究

利用胞映射法对具有分段线性非线性特征的弹簧摇床的周期运动稳定性进行了分析研究，分析域中胞的总数是４２０，３２０个，用计算机数值模拟出该系统的Ｐ－１周期运动的时间历程及相应的周期运动的吸引域。本文对弹簧摇床五种阻尼参数下的全局性态进行了分析，得出了该系统周期运动稳定性与阻尼之间的关系     

风力机变桨距的线性二次型最优控制

针对风能的随机性、不稳定性以及风力机模型的大扰动、多变量和非线性特点,对风力机组模型的仿射非线性系统进行精确反馈线性化,设计基于最优控制理论的非线性最优控制方法——线性二次型最优控制,并通过仿真验证该新型控制方法的有效性。仿真结果表明:当风速超过额定风速时,该控制方法能将风力机输出功率限制在额定功率10%的范围之内,同时该方法具有较好的精度、稳定性和响应时间短的优点。     

滚动转子式制冷压缩机的运动及动力学分析

本文提出了滚动转子式制冷压缩机的运动力学分析,并讨论了滚筒端面的力和摩擦力矩以及滑板上力的计算公式。     

关节式履带机器人爬楼梯动态稳定性分析

针对关节式履带机器人攀爬楼梯的动态稳定性问题,提出一种关节式履带机器人与楼梯台阶一点、两点或多点接触的动态稳定性准则判别方法。通过对机器人攀爬楼梯障碍过程的分析,考虑机器人的动作规划、质心惯性力、驱动轮和摆臂轮的惯性力矩、履带棱对楼梯接触作用的影响,建立越障关键姿态的动力学方程。基于机器人爬楼梯的不滑移充分必要条件,结合机器人坐标系中等效牵引力与等效支撑力的比值和履带与楼梯静摩擦因数之间的关系,得到在攀爬楼梯过程中机器人与楼梯台阶一点、两点、三点接触作用的动态稳定性判别准则,结果表明在爬楼梯过程中机器人与楼梯台阶两点、三点接触时易处于不稳定状态,数值仿真结果验证了该方法的有效性,为关节式履带机器人的动态稳定性判断提供理论依据。     

球铰式万向联轴器的结构与运动分析

介绍了球铰式万向联轴器的结构,并对其运动作了分析,当双节使用时,可以获得瞬时等角速传动,且较好地解决了十字轴式万向联轴器存在的回转直径与承载能力,、轴端距与轴线折角之间的矛盾。