水下载运器矢量推进螺旋桨传动系统设计与分析

对设计的一种海洋水下载运器矢量推进螺旋桨传动系统进行了分析,利用SolidWorks建立其三维模型,并通过解析的方法建立其运动学模型,然后利用Cosmosmotion进行仿真分析。仿真结果验证了机构运动要求以及数学模型的正确性,表明通过输入3个简单的控制参数后,螺旋桨能够产生所要求的空间推进力,包括力的大小和方向,从而为该装置的进一步应用奠定理论基础。     

垂直变速变负载直线电机控制系统研究

以飞行器动导数实验装置上的直线电机为研究对象,针对电机在垂直方向上的变负载、变频率正弦振荡运动情况,通过理论与仿真分析,整定控制系统参数以获得较高的动态控制精度。推导直线电机动力学方程,建立直线电机的矢量控制模型;通过理论推导和MATLAB/simulink仿真对控制系统的参数进行整定;再通过实验对参数进行验证。实验结果表明：该方法得到的参数具有较高参考价值,并通过实验探究了速度和负载变化对电机跟随误差的影响规律。     

基于TMS320F2812的模拟数控系统

介绍了一种基于数字信号处理器(DSP)的模拟数控系统.系统由DSP产生得脉冲信号和方向控制电平,通过电机驱动器驱动步进电机,能实现单轴的位置,速度控制以及两轴联动的直线插补运动.详细阐述了系统主程序和直线插补程序的实现方法及一些需要注意的问题.该系统适合教学演示和算法验证.     

永磁直线同步电机电流环矢量控制PI参数研究

永磁直线同步电机由于自身的结构特点,在驱动过程中会产生推力波动,严重影响电机的控制精度。电流环作为矢量控制系统的最内环,其控制结构参数的变化将直接影响电机的q轴响应电流。对PMLSM伺服控制系统的电流环PI矢量控制结构进行了理论分析,通过改变其PI参数对电机的响应过程进行了实验验证,获得了电机的q轴响应电流曲线,继而分析了响应电流对电机电磁推力波动的影响。     

水下矢量推进器的动力学分析

基于一种新型的深海螺旋桨矢量推进器,对其受力进行了分析和工程上的简化,建立了其动力学模型,并应用ADAMS软件进行了动力学的仿真与分析,得到了该推进器的动力学特性,为进一步的研究提供了基础。考虑到柔性轴系对整机性能的影响,将对螺旋桨轴进行柔性化处理,研究结果表明,柔性螺旋桨轴对系统动力学特性的影响非常明显。     

一种新型的液压驱动矢量推进装置的运动学分析

设计了一种基于杆件传动的液压驱动矢量推进装置,该装置利用三个液压缸系统作为装置的驱动系统,通过控制三个活塞杆位移控制壳体的偏转方向,达到控制壳体的全方位转动的要求。建立了液压缸的位移与活塞杆位置的数学模型,结果表明了壳体的偏转角度与液压缸位移量具有一一对应的关系。建立了装置的运动学模型,仿真分析结果表明了该矢量推进装置设计合理,能满足壳体全方位转动的要求,降低了运载器推进系统的复杂性,提高了运载器的机动性和灵活性。     

仿生推进装置翼盘变速运动的数值模拟研究

根据仿生推进装置运动的特点,考虑推进翼盘推进过程中运动速度的变化,运用FLUENT软件,通过自定义非定常入口边界实现推进翼盘在变速运动中的三维流场数值模拟,得到了速度、压强、阻力等流场参数.绘制出不同驱动速度下翼盘的推进力曲线,并分析了负推进力产生的原因.所得结论为仿生推进装置的优化提供了理论参考依据.     

基于逆运动学的柔性机械臂末端定位控制

针对具有形变特性的柔性机械臂,在运动过程中存在末端不易定位控制或定位精度低的问题,设计了一种线驱动柔性机械臂样机,通过分析其运动机理推导末端位置空间、臂体形态空间以及驱动空间三者之间的逆运动学关系;然后,提出了基于逆运动学模型的柔性机械臂末端定位控制方案;最后,利用CoppeliaSim仿真平台建立了柔性机械臂仿真模型,并在该仿真平台中应用逆运动学关系进行柔性机械臂运动控制过程中末端定位仿真分析,仿真结果验证了所建立逆运动学模型的有效性及基于该模型的柔性机械臂末端定位控制方法的合理性.     

可重构磁耦合水下推进器的磁场分析及性能评估

在保证微小型水下机器人运动灵活的同时,降低矢量推进器机械复杂性,改善其防水密封问题,设计了一款可重构磁耦 合的水下矢量推进器。 基于磁耦合非接触式动力传输,解决了驱动电机与螺旋桨之间的防水问题;与此同时,采用重构机构在 两自由度内改变螺旋桨位姿,实现了可重构矢量推进水下机器人的目的。 在建立磁耦合磁场模型的基础上,通过 ANSYS Maxwell 磁场仿真与搭建的磁转矩测量装置,验证了磁场建模的正确性并分析了重构机构对磁耦合动力传输磁转矩的影响。 在 此基础上,进一步搭建了螺旋桨水下测力装置,评估了转速与推力以及不同重构角下最大矢量推力的变化情况。 结果表明,推 进器能够在[-15°,15°]两自由度可重构角范围内稳定地输出矢量推力。     

数控珩磨机床中直线电机的安全保护装置研究

直线电机驱动珩磨机床往复运动可以提高运行速度、换向加速度和定位精度,提高珩磨质量和效率。直线电机垂直应用的关键问题之一是直线电机在运动中意外失电,直线电机动子的安全保护问题。针对此问题,设计了一种气动抱闸保护装置。通过对直线电机运动系统的力学分析,建立了直线电机的数学模型,并对安全保护装置下直线电机失电后动子的运动状况进行了计算分析。结果表明,该气动抱闸装置具有很好的刹车效果,并且该气动抱闸装置也适用于直线电机垂直应用的其它场合。     

直线电动机在数控机床中的应用

简要阐述了直线电动机驱动相对于传统数控机床进给驱动的优点,分析了直线电动机在数控机床应用中存在的一些特殊问题,介绍了直线电动机在高速加工、异形截面加工等方面的应用,列举了在高速进给驱动系统中的典型应用事例,并对直线电动机在数控机床中的应用前景进行了展望。     

Kirchhoff's circulation law applied to multi-loop kinematic chainsApplication de la loi de Kirchhoff aux chaines cinematiques

Kirchhoff's circulation law for potential difference is adapted to the purpose of finding a set of independent instantenous screw motors associated with any two bodiesin a kinematic chain when the configuration of the kinematic chain is given. Every possible instantaneous relative motion of two bodies can be found from linear combinations of the screw motors of the set. The procedure is applicable to any kinematic chain: it does not require special cases to be identified. It leads to a matrix formulation for which well-established numerical methods of solution are available.     

直接驱动的发展与未来

通过比较电机－丝杠螺母副传动链与直线电机直接驱动的优缺点,阐述直接驱动替代传统驱动模式的必然发展趋势;介绍直线电机在机械制造、工业过程控制、交通运输及军事武器装备等方面的应用与未来发展。     

圆管式直线电动机在并联机床上的应用

分析并联机床的特点以及伸缩杆的驱动方式,介绍了圆管式直线电动机的运行原理及优点;指出这种直线电动机在并联机床应用的方法、可行性和应用前景。     

直线电机直接驱动技术在高速精密加工中的应用

直线电机直接驱动系统具有结构简单、动态响应快、速度和加速度大、精度高、振动和噪声小等一系列优点,是各类高速精密机床的理想传动方式。本文介绍了直线电机的工作原理和结构类型,介绍了直线电机直接驱动系统的特点及其在高速精密加工中的应用状况。     

基于直线电动机驱动的2X-Y联动进给轴圆轮廓误差测试研究

分析高速机床上直线电动机驱动进给轴的优越性,构建了基于直线电动机驱动的2X-Y联动进给轴实验平台,给出了联动进给轴在XOY平面内的圆轮廓误差的评定方法和误差值的两个表现形式:圆度的偏差和均方根差。探讨了应用双频激光干涉仪测量实验平台圆轮廓误差的测试原理和方法,并对2X-Y联动进给轴圆度的偏差和均方根偏差进行测试实验研究,测试结果表明圆度的偏差和均方根偏差都随进给速度增大而增大,随进给加速度增大而减小,圆轮廓插补过程应当避免1m/s2以下的过小进给加速度。     

一种新型线性电机及其在直线运动系统中的应用

针对传统直线运动系统在某些场合下存在体积大、安装调试难度高、系统动态性不好的问题,提出了用一种新型线性电机控制直线运动的方法。该电机的特点是电机轴中空,丝杠可以直接穿过电机轴,在该电机控制的直线运动系统中,丝杠一般不动,电机在丝杠上平动,从而使运动系统具有安装调试方便、体积小、动态响应特性好等特点。     

高速切削机床进给系统

介绍了高速切削机床的直线进给系统,包括电-机伺服进给和直线电机驱动的两种进给系统的结构组成、工作原理、精度和性能要求、应用范围,以及进行改进和提高的措施。     

碳纤维螺旋桨自动铺放成形轨迹规划方法

螺旋桨曲面为高阶自由曲面,故以四丝束碳纤维螺旋桨曲面铺放装置为平台,进行了碳纤维铺放成形轨迹规划的研究。依据船用定距桨桨叶曲面轨迹规划的要求,针对传统曲面网格和轨迹铺放法的低精度缺陷,提出了基于拉普拉斯网格优化、等弧长曲面分层的轨迹优化铺放算法,并完成了算法仿真和实物验证。结果表明,该轨迹规划方法能满足碳纤维螺旋桨的铺放要求。     

Geometric modeling and tool path generation of model propellers with a single setup change

A model propeller plays important roles in the design of the marine vehicles. The cavitations, the erosion, the pressure fluctuation, and the flow are measured by the model propeller. These measurements help to create the actual marine propeller. In this paper, geometry modeling and tool path generation for a model propeller are proposed, and the hub surface and lateral surface of the wing surfaces are generated by the proposed method. Considering the characteristics of the model propeller, efficient Cutter Location (CL) data are proposed: (1) the finish machining is completed with one setup posture. (2) A four-axis machining algorithm is proposed that makes it possible to the propeller with one setup and that minimizes machining error. (3) To minimize the maximum machining load, zigzag machining and an outside-to-inside tool path are introduced. A tilting guide curve is proposed to determine the tool axis vector. A smoothly changing tool axis vector is obtained through this curve, and the calculation is simple and fast. The results demonstrate that the proposed method is useful for the manufacturing of model propellers.