惯性冲击驱动管内移动机器人设计

设计了一种以压电双层膜为基本结构,通过惯性冲击原理达到运动驱动目的的管内移动机器人.该机器人主要由一个典型的压电双层膜结构和惯性质量串联构成.工作时,压电双层膜的变形由惯性冲击转化为整体结构的直线位移.从理论上分析了惯性冲击原理的核心问题:惯性冲击力与管壁和机器人之间摩擦力的关系,并通过MATLAB和AN-SYS等软件对整个系统的动态响应做了仿真.相关的验证表明,所设计的管内移动机器人运动步长可以达到0.15μm,具有精密运动和高效率的优点,可以在工业中广泛应用.     

管内移动微型机器人研究与发展现状

管内移动微型机器人是微型机器人领域的一个重要的方向,其主要包括用于发电、化工、制冷等行业中的细小管道检测的刚性管内移动的微小型机器人,以及能进入人肠道的内窥镜的柔性管内移动的微型机器人。将微型机器人的研究方向与内容进行总结,介绍管内移动微型机器人的国内外研究发展现状,讨论管内移动微型机器人的研究内容与方向。     

基于SolidWorks的行星齿轮传动机构三维建模

以某型直升机主减速器为实物参考,利用SolidWorks软件实现了渐开线齿轮的精确三维建模,并建立了该减速器单级行星传动机构在SolidWorks软件中的装配体模型。应用COSMOSMotion插件高效、直观的计算仿真功能实现了行星齿轮机构的运动仿真。     

旋转型压电惯性冲击马达的工作特性

为了研究惯性冲击机构中的旋转运动，设计了一台可调节预压力的旋转型压电惯性冲击马达。分析了该马达的运动原理及过程，研究了驱动信号、结构参数、压电元件等对马达运动特性的影响及规律。实验结果表明，该马达的转动速度与驱动信号的频率、电压成正比，与主体和配重的比值（M/m）成反比，转动速度随压电元件充放电时间增加而减小。研究还显示，旋转型惯性冲击马达的机械特性和正反转特性不同于电磁马达，该马达的转动速度-转矩特性为一折线，马达的正向转动速度始终大于反向速度。当驱动信号频率为1 100 Hz、电压为50 V、充电时间为70 μs、M/m=8.9时，该马达的转动速度为1.75 °/s，最大转矩为0.13 N·m。结果表明，旋转型惯性冲击马达是一个多变量系统，其运动性能受多种因素的控制。     

基于概率方法的多微型机器人分布式定位

针对常见的微小型机器人群体定位中单纯依赖外部彩色视觉图像信息以及定位精度较差的问题,提出了一种基于概率方法的多微型机器人分布式定位方法。该方法利用部分可观Markov过程,将外部视觉信息和机器人个体的驱动信息融合,从而提高了定位精度。方法基于分布式形式出现,并且仅需要外部视觉传感器提供灰度图像,从而提高了多机器人系统的可扩展性。     

无线微型机器人肠道内窥镜系统中图像采集与无线传输子系统的设计

采用微型CMOS图像传感器和ISM频段超高频微型射频收发器设计一种短距离微型图像采集和无线传输系统,具有集成度高、体积小和功耗低的特点;在此基础上分析了它适用于无线微型机器人肠道内窥镜系统图像传输的可行性,最后对设计出的图像采集和无线传输系统进行了实验,获得了较为清晰的图像.     

Three DOF parallel link mechanism utilizing smooth impact drive mechanism

For a wide range of purposes, a compact and smart positioning stage is in strong demand. Our final goal is to fabricate a positioning mechanism that possesses multi-degrees of freedom, a wide movable area, dexterity, rigidity, and high speed. To meet most of requirements, i.e., except that of a wide movable area, a parallel mechanism is superior to a serial link mechanism. However, a lack of smart actuators has previously resulted in a large and complicated construction of a parallel mechanism.A purpose of this paper is to propose a new parallel link that utilizes a smart actuator called smooth impact drive mechanism (SIDM), and to verify its advantage for a smart and compact positioning stage. The SIDM actuator is an interesting mechanism that achieves a long stroke with fine positioning resolution. This paper treats a three DOF stage containing three SIDM actuators and a two-dimensional positioning sensor. The first operation test was carried out, and it was confirmed that a position control was successful. The average deviation was 18.6 μm and the standard deviation was 9.31 μm. As another trial, a circle 3.0 mm in diameter was successfully drawn. These values were insufficient for the SIDM actuator that has potentially nanometer-level resolution. The rough positioning resolution seems to be due to inferior driving method and mechanical ricketiness of the joints. In the near future, high speed and accurate positioning control could be realized with overcoming these problems.     

微型爬壁机器人研究的关键技术

首先论述了微型爬壁机器人的发展背景及与传统爬壁机器人的区别。然后对微型爬壁机器人研究的国内外现状及关键技术做了详细分析。     

电驱动换挡机构疲劳寿命试验系统设计

根据电驱动换挡机构疲劳寿命试验要求,设计开发了基于电驱动换挡机构疲劳寿命为评价指标的试验系统;并就系统的组成、工作原理和测控软件等进行了详细介绍。经试验验证,该系统稳定可靠,操作方便,很好地满足了电驱动换挡机构疲劳寿命试验的要求。目前,该系统已在多款电驱动换挡机构研发阶段取得了良好的应用效果。     

外场驱动无缆微型机器人的行走机理

提出了一种以管道外磁场来驱动控制微型管道机器人行走的方法，基于振动原理实现了微机器人的行走。其特点是采用无缆驱动方式，使机器人可靠性和实用性都得到提高。其原理是通过管外时变振荡磁场频率的改变，借助微机器人磁致伸缩合金微驱动器的磁机耦合作用，将时变振荡磁场能转换成机器人弹性腿的振动机械能；上下弹性腿的刚度系数不同，可将微驱动器的轴向振动转化为机器人的径向振动从而实现机器人的行走。介绍了系统组成及工作原理，对行走机理进行了基础性研究，建立了机器人运动方程。实验表明机器人系统切实可行，实现了微机器人的场外无缆驱动控制。     

控制棒驱动机构的分段非线性动态特性

控制棒驱动机构是核电厂中的重要安全设备,其动态特性是研究和设计该机构的关键.首先建立控制棒驱动机构的磁路和电路方程.然后基于控制棒驱动机构动态提升过程分析,将运动过程分为3个阶段,并分别推导出各阶段的磁路-电路-机械运动耦合方程.采用解析解和数值仿真两种方法相结合,求解了控制棒驱动机构分段的非线性方程.最终得出动态过程中电流、电磁力、衔铁速度、衔铁位移和衔铁加速度等一系列反应控制棒驱动机构动态特性的参数随时间的变化曲线,并得到了实验验证.     

Effect of lubrication on impact drive mechanism

The impact drive mechanism (IDM) device moves utilizing impulsive force caused by rapid deformations of piezoelectric elements and friction. Most of the devices utilizing impulsive force and frictional force are used on only a dry base. In this paper, the movement performance of the IDM on fluid lubricated surfaces is investigated. The movement on fluid lubricated surfaces and that in oil are as minute as that on a dry base. In experiments, the movement of the device of the IDM on a fluid lubricated surface is the same as the calculated movement by assuming a dry surface. The standard deviation of movement on a fluid lubricated surface is smaller than that on a dry surface. Considering the small distribution of the movement and the antirust of the devices, the devices utilizing impulsive force should be driven under the boundary lubrication.     

按最佳传动性能设计曲柄摇杆机构

将图解法原理与解析手段有机结合,给出一种同时按K和最优传动角设计平面曲柄摇杆机构的方法.借助计算机进行优化设计,得到最优结果.     

细小管道机器人爬行驱动装置

采用形状记忆合金弹簧作为驱动源,设计了一种能应用于内径30 mm以内非磁性金属管道中移动的微型管道机器人爬行驱动装置,该装置为微细管道机器人的爬行驱动装置提供了一种新的设计思路.该装置具有可避障、可控制其步长、机构较灵活的特点.     

CM2000铣刨机皮带传动机构的有限元分析

CM2000铣刨机被广泛应用于公路及城市道路的养护中,皮带传动机构作为铣刨机最重要的一部分,它主要作用是将铣刨的碎料传递出去,其结构的设计直接影响着铣刨机的性能。利用大型有限元AGLOR分析软件对CM2000铣刨机皮带传动机构进行分析,得到了不同机构(采用方钢钢架和工字钢钢架)应力应变场量的分布情况,通过比较得出较为合理的皮带传动机构,可为铣刨机设计者提供一定参考依据。     

工业机器人谐波减速器迟滞特性的神经网络建模

谐波减速器中柔性环节与传动的非线性摩擦,导致谐波传动出现了不可避免地影响传动精度的复杂迟滞特性,为了描述谐波减速器的迟滞特性,本文构建了一个结构简洁的神经网络迟滞混合模型。该模型由类迟滞特性预处理环节和动态RBF神经网络两部分组成:对输入信号进行类迟滞预处理,处理后的信号与输入信号之间具有类迟滞特性;充分利用动态RBF神经网络实现类迟滞到谐波减速器迟滞特性的高精度映射。根据本文搭建的实验平台,在不同实验条件下获得的数据进行建模验证,在不同频率输入信号、不同负载,实现相同建模精度下,神经网络迟滞混合模型的验证精度为0.449 6(MSE),远高于经典RBF神经网络模型的3.032 1(MSE)精度,证明了所构造的神经网络迟滞混合模型的有效性和适应性。     

核磁共振兼容手术机器人的驱动方式分析

核磁共振兼容手术机器人的驱动问题是研究图像导航手术机器人的一个重要内容。首先分析了核磁共振兼容手术机器人存在的问题,介绍了国内外研究者关于核磁共振兼容手术机器人驱动方式的使用情况,探讨了各种驱动方式的特点,得出了各项驱动方式在核磁共振环境下的使用性能,并对其发展方向作出了展望。     

SGA3722液力机械传动机构油温过高故障原因及解决措施

液力传动油正常工作温度应在70～80℃,油温过高是导致SGA3722矿用汽车液力机械传动机构损坏最主要的原因之一.介绍部分矿用汽车的液力机械传动机构长时间工作在95℃以上时,液力传动油的变化及橡胶密封件变形导致的轴承、齿轮烧坏失效的原因,分析原因并找到解决措施,为相关应用提供参考.     

利用冗余支链驱动消减弹性并联机构振动

针对弹性并联机构的特点,提出加入冗余支链和冗余驱动的方法来消减弹性机构的振动。这种方法既保留了并联机构的驱动元件安装在固定位置的要求,避免奇异点,也能有效地减小末端执行器上的振动。文中介绍了冗余弹性并联机构的动力学分析方法,用简化的解法给出了仿真结果,说明了此种方法的有效性。