驱动复合连杆机构滚动的液压控制系统特性

针对曲轴连杆机械式滚切剪机构复杂、设备质量大、造价高等问题,研制出液压缸驱动PR-8R-PRⅡ级杆组的复合连杆剪切机构.通过建立复合连杆机构的位置环方程、力矩平衡方程,求解出构件的轨迹曲线及液压缸的位移、双腔平衡力参数及液压控制系统的传递函数.理论与实测结果表明:液压伺服控制系统模型满足了连杆机构复演滚动轨迹的特性要求;该机构构型设计及机构学综合分析数据正确可行,液压伺服控制系统具有较强的鲁棒性和自适应能力,可在复杂恶劣工况下实现较高的位置控制精度,采用非对称阀控制非对称缸的方法能有效解决剪切机构驱动液压缸的换向冲击问题.     

液压滚切剪液压系统的研究

根据滚动剪切的剪切原理设计液压滚切剪的液压系统.在滚切方程基础上采用比例伺服阀加位移传感器控制液压缸位移的方法来实现滚动剪切的目的.通过建立液压系统3大方程的方法求解出整个液压系统的传递函数,用Simulink仿真分析液压缸的位置控制效果.通过仿真可以确定一些控制参数的范围,但在仿真过程中无法直观检测到液压系统在改变控制参数后产生的超调震荡,须在实际调试过程中做适当调整.液压系统采用的控制策略必须具有较强的鲁棒性和自适应能力,以确保对不同的情况具有比较稳定的补偿精度.现场生产样机液压缸的位置控制精度和高质量的钢板剪切断面证实了该液压系统设计的正确性.     

液压滚切剪液压系统的换向冲击分析

液压滚切剪的剪切机构,建立了液压缸的力平衡方程。通过求解液压缸换向前后的两腔压力,比较对称阀控制非对称缸和非对称阀控制非对称缸两种形式的压力冲击。通过仿真软件模拟两种形式的液压缸换向冲击,可以看出非对称阀控制非对称缸的换向压力冲击较小,符合理论计算的结果。依据仿真结果设计合理的液压系统,有利于设备的安全运行。通过采集现场样机液压缸的两腔压力,证实了采用非对称阀控制非对称缸的方法能够有效地解决液压缸的换向冲击问题。     

新型滚切剪空间剪切机构优化数学模型的建立及应用

以纯滚动剪切为目标,通过对新型滚切剪空间剪切机构的原理分析,建立了增加导向杆为设计变量的剪切机构优化数学模型,以推广应用的某大型钢铁有限公司3000 mm单轴双偏心定尺滚切剪的研发项目为依托,对剪切机构的杆件尺寸进行了优化,对运动轨迹进行了模拟.上下剪刃重叠量,刀弧水平偏移量,开口度的计算结果表明,加入导向杆设计变量的优化数学模型,对求得纯滚动剪切机构的杆件尺寸,降低刀弧水平位移量,均匀剪刃重叠量,保证设定开口度的作用显著.现场生产样机重叠量、刀弧水平综合位移量、开口度的实际值及高质量的钢板剪切断面也证实了上述优化数学模型的正确性.     

滚切式双边剪连杆机构的动力学仿真及实验研究

通过对新型滚切式双边剪的空间剪切机构运动机理的研究和动力学分析,以实现纯滚动剪切为目标,对滚切式双边剪结构进行简化处理,得出以连杆机构为基础的简化模型,建立了连杆机构的动力学模型,编制了相应函数的仿真模块,运用Simulink进行动力学仿真;同时以某大型钢铁有限公司双边剪为依托,通过实验测出剪切过程中承力最大的重要杆件...     

单自由度仿真机械手驱动机构的多目标优化设计

目的 设计单自由度仿真机械手的驱动机构,解决机器人自动装配、医学康复断指再造等多接触抓取装置设计问题.方法 基于驱动机构方案,建立其优化数学模型、仿真手的手指运动轨迹模拟方法 、抓取过程的力学模型和力的处理方法 以及力的平衡方程,采用NSGA-Ⅱ算法完成驱动机构优化设计.结果 应用所提出的驱动机构设计方法 将机构各构件的尺度综合这一复杂的设计问题转化为一简单的机构尺度多目标约束优化问题,获得了满足驱动力矩小、各构件尺寸小的较好的优化设计方案.结论 单自由度仿真机械手驱动机构的多目标优化设计方法 可以简化机械手设计.获得更加灵巧的机械结构,优化结果 表明该方法 是可靠的,是仿真机械手设计的新尝试.     

2UPR/UPS/UP并联机构的动力学建模与仿真

以一种具有空间三自由度的2UPR/UPS/UP冗余并联机构为研究对象,根据机构的约束条件建立各支链的闭环约束矢量方程,求得机构的位置反解并得到雅可比矩阵.根据运动学分析,得到3个驱动支链的变化规律,方便实现对机构的位姿控制.在此基础上,利用虚功原理对机构的动力学进行分析,建立该机构的动力学模型.最后,在典型工况下对机构的运动学和动力学分别进行Matlab算例仿真与Adams样机仿真,通过对比仿真结果验证运动学和动力学模型的正确性.该方法为并联机构的设计和控制奠定理论基础,同时适用于类似机构的研究与分析.     

基于 DEFORM 的变宽度圆盘剪切机剪切质量影响因素研究

运用有限元分析软件DEFORM-3D对变宽度圆盘剪切机剪切金属板材的整体过程进行了模拟仿真.研究了刀盘间隙、刀盘重叠量、刀盘倾角等主要剪切工艺因素对金属板材剪切质量的影响,并得到了剪切厚度为0.8mm金属板材时,获得最佳剪切质量的刀盘间隙、重叠量以及刀盘倾角,为金属板材的实际剪切提供了理论依据.     

串联多闭链二自由度变幅机构的动力学建模

变幅机构是工程机械的关键部件.不同于单自由度变幅机构,本文设计了一种两组液压缸驱动的二自由度变幅机构以提高变幅性能.为了建立该机构的动力学模型,首先,提出层次化方法推导出雅可比矩阵和海森矩阵,继而得到运动学方程.然后,考虑驱动器将该机构拆分成6个刚体,并采用牛顿欧拉法求得动力学方程,基于动力学模型对变幅过程进行仿真分析...     

基于闭环矢量法的六足机器人关节位姿研究

设计出了一种新型的三自由度缩放式的并联机构,并把该机构作为六足步行机器人的腿机构.采用闭环矢量法求解腿机构运动位置的正运动学问题,用MATLAB软件编写函数来求解腿机构的最大腿行程和最大抬跨高度/研究表明,原动件较小的位移可以获得较大的足端运动空间.     

基于AMESim的液压并联机构建模及耦合特性仿真

针对液压六自由度并联机构，采用AMESim和Simulink分别对单缸液压系统及平台机构部分建模，建立了液压并联机构的通用仿真模型.在AMESim模型中单缸系统的等效负载为Simulink模型反馈的负载力而非等效质量.联合仿真模型详细考虑了液压系统，保证了系统的精度，为研究液压并联机构提供了便捷的理论分析手段.通过联合仿真模型研究了并联机构由于液压缸不一致带来的耦合特性.数值仿真结果表明，当液压缸性能不一致时会出现耦合现象，耦合度随着液压缸性能不一致程度的增大而增强.在并联机构设计时，必须保证液压缸性能的一致性.     

基于SIMULINK平面五杆机构运动学仿真

以MATLAB程序设计语言为平台,以平面可调五杆机构为主要研究对象,给定机构的尺寸参数,列出所要分析机构的闭环矢量方程,使用MATLAB软件中SIMULINK仿真工具,在SIMULINK模型窗口下建立数学模型、进行运动学仿真,优化机构参数。该方法编程工作量小、轨迹图形显示便捷,所建模型只需作少量更改即可适应连杆机构的不同特征值。     

基于Simulink的偏置式曲柄滑块机构运动仿真

针对偏置式曲柄滑块机构,建立了速度和加速度的闭环矢量方程,使用Simulink对偏置式曲柄滑块机构进行了运动学仿真,得到了连杆及滑块的运动曲线．使用这种方法可以方便的观察到机构运动特性的变化,为后续的动力学分析提供了基础．     

一种新型稳定平台的运动学和工作空间分析

针对某些精密设备在运输过程中的颠簸、倾斜等问题,设计了一种采用液压缸驱动方式的水平稳定平台,并对该平台进行了结构、运动学分析,计算出了机构运动的自由度,建立了运动学数学模型,使用Matlab软件对机构进行了仿真计算,为伺服液压缸的设计计算提供了依据。通过对工作空间的分析,得出了稳定平台的工作空间范围。仿真结果表明,该稳定平台不存在干涉现象。     

变转速泵控模拟盾构刀盘驱动系统研究

设计了1.8 m土压平衡(EPB)模拟试验盾构的刀盘驱动液压系统,介绍了该液压驱动系统的工作原理和控制方法,该系统采用了变转速泵控技术.通过统计分类的模式识别方法分析了1.8 m试验盾构的掘进过程,以盾构掘进的场切深指数（FPI）、扭矩切深指数（TPI）构成了掘进土层状况的特征空间,基于土层识别及刀盘驱动功率效能评价建立了盾构刀盘转速专家控制方法.建立该液压驱动系统的AMESim仿真模型,仿真研究了液压系统的效率、开环和闭环调速性能.试验研究表明,该液压系统开环调速性能稳定,但刀盘转速波动较大.     

双轴双偏心定尺滚切剪运动轨迹分析及计算机仿真

根据对滚切剪机构运动规律的综合分析，建立了滚切剪机构的整体运动方程，进而确定了在曲柄带动下剪切机构各铰接点任意时刻的坐标位置，实现了对定尺剪剪切过程的计算机仿真。     

圆柱式缩放步行机构分析及运动学仿真

详细分析了用于全方位步行机构的圆柱式缩放步行机构的运动学问题，提出了步行机对其步行机构足端运动轨迹的要求，给出了该机构足端运动轨迹的规划方法，并在ＳＧＩ计算机工作站上进行了运动学仿真。     

2-DOF模拟台姿态误差动力学仿真分析

针对并联运动模拟台普遍存在的铰链间隙误差、结构误差和装配误差等问题,提出了一种误差模型建模简便且姿态误差仿真结果真实度高的方法。首先采用闭环矢量法建立模拟台的误差运动学模型,应用仿真软件Adams建立模拟台的误差动力学模型;然后对以上两种建模方法得到的误差模型进行仿真分析。通过对比,误差动力学仿真曲线优于传统运动学仿真结果。最后,采用方差指标进行评价分析。结果表明,误差动力学仿真分析能够更加真实反映模拟台的姿态变化,并且模拟台方位轴对间隙误差更为敏感。     

基于改变正压力的惯性压电移动机构

提出了通过控制移动机构与支撑面之间摩擦力的方法,形成新型惯性冲击式压电陶瓷驱动机构的研究方案。分析了驱动机构的工作原理,建立了惯性移动机构的动力学模型,利用MATLAB对机构进行了运动学仿真,得到了位移仿真曲线,设计、制作了可实现直线往复运动的惯性移动机构,并作了相关的性能测试。试验结果表明:新型惯性移动机构的原理方案是可行的,试验结果基本与仿真结果吻合,同时也表明该系统具有性能平稳、步距均匀、速度曲线线性度好等特点。     

新型锻造操作机主运动机构控制系统设计(邀请论文)

基于运动链图拓扑图库,提出一种新型六自由度前后双提升驱动锻造操作机工作装置.该装置不仅可以控制夹钳提升的同步性,还能更好地适应偏载工况.基于虚功原理建立了该新型锻造操作机主运动机构的动力学模型,并结合液压缸系统模型,设计模糊PID控制器实现对锻造操作机夹钳末端的运动跟踪.对夹钳在竖直平面运动进行轨迹规划并确定运动过程中液压驱动各单元所需提供的驱动力.基于Matlab/Simulink平台搭建控制系统仿真模型,在给定负载情况下,分别对夹钳的竖直提升运动、水平运动以及俯仰运动进行仿真分析,得到系统单位阶跃响应与正弦响应跟踪曲线及误差曲线.研究结果表明:基于该新型锻造操作机,采用模糊PID控制器能够快速、精确地获得新机构的性能参数并高效地完成跟踪,使系统保持良好的稳态性能与动态特性.