一种绳驱动主动介入导管研究

针对现有介入导管能动性差、操作困难、盲区多的问题,提出了一种驱动模块外置的绳驱动主动弯曲导管设计方案,制作了主动导管样机。利用D-H参数法及几何分析法建立了导管主动弯曲头端通用正反运动学模型,分析了连续弯曲头端各个关节的工作空间,并对主动导管通过岔口的过程进行仿真分析。基于仿真分析结果,对主动导管原型样机通过岔口的过程进行实验,结果表明,该导管能依预期实现位姿调整并顺利通过岔口。表明所提出的导管主动位姿控制方案可行,数学模型正确。     

两关节绳驱式欠驱动手爪设计与仿真分析

传统攀爬机器人的抱持机构都是采用全驱动的机构,具有结构复杂,控制繁琐,无自适应的缺点.为了改变这种状态,提升攀爬机器人抱持机构的抱持性能,设计了一种基于绳驱式欠驱动原理的抱持机构,具有结构简单,驱动源较少,自适应好的优点.同时对此欠驱动机构进行静力学模型的建立,并运用ADAMS/Cable模块对欠驱动手爪进行运动学以及...     

基于旋量理论的主动介入导管运动学研究

针对介入手术操作环境几何特征各异的特点,为提高介入设备的通用性,提出一种由记忆合金丝SMA(shape memory alloy)与绳索混合驱动的模块化主动介入导管机器人。采用旋量理论和指数积POE(product of exponentials formula)方法推导建立了3关节主动介入导管运动数学模型,对介入导管机器人的工作空间及运动仿真分析,结果验证了所建立运动学模型的正确性。所采用方法大大降低了多节主动介入导管运动学模型的复杂性,为介入导管机器人的实际应用奠定了理论基础。     

机器人辅助导管自动介入的研究

为了实现可操作导管在血管内自动或半自动的介入操作,提出了一种基于连续机器人模型的运动控制方法。首先开发了一种具有专用手柄的钢丝牵引导管,并运用D-H法对导管远端进行了运动学分析,获得导管运动控制规律;然后根据导管可实现的自由度研制其输送装置;最后通过确保导管端点位于控制圆内的策略,利用输送装置操作导管在血管模型主动脉弓中自动介入。实验结果表明,在血管主动脉弓中该方法能够实现导管自动介入的操作。     

绳驱动连续体机器人标定方法

为提高绳驱动连续体机器人的定位精度,提出了一种针对此类机器人的误差标定与补偿方法.该方法利用指数积(POE)公式建立连续体机器人关节模块的运动学模型,并利用运动学模型推导出误差传递模型.针对误差模型采用最小二乘方法进行误差的辨识,将辨识后的误差补偿至机器人的运动学模型,从而提高机器人关节模块的模型精度.制作了基于柔性支...     

绳驱动机械臂动力学建模及ADAMS仿真研究

针对绳的引入造成绳驱动机械臂动力学建模较难获取的问题,考虑绳的单向受力性,研究了绳对机械臂动力学模型的影响、绳子对所有经过的连杆之间的受力情况、预紧力对连杆受力及驱动力矩的影响等方面。在传统刚性机械臂动力学模型基础上进行了归纳,分析了绳子引入对机械臂受力造成的影响;基于递推形式的牛顿欧拉公式得到了完整的绳驱动机械臂动力学模型,并在此基础上分析了施加预紧力对连杆受力及驱动力矩造成的影响;利用ADAMS对三自由度串联绳驱动机械臂进行了仿真。仿真结果表明:理论驱动力矩与仿真力矩基本吻合,说明所建串联绳驱动机械臂动力学模型是正确的;预紧力的施加只会影响各连杆之间的相互作用力,不会改变驱动连杆所需的驱动力矩。     

三自由度绳驱动并联机器人运动学分析

本文提出了一种新型的三自由度绳驱动并联机器人,在阐述其结构特点的基础上,并对其运动学机构进行了分析,建立了该机构位置的正反解方程,进行了数值分析,为该类机器人机构的开发研究提供了一定的理论基础.     

绳驱动仿人机器人下肢设计与仿真分析

仿照人体骨骼肌驱动,提出一种基于绳索驱动的新型拮抗驱动方式,采用一对电机带动绳索的方式对关节进行冗余驱动;基于绳索驱动方式完成仿人机器人下肢结构的设计;在给定的机器人运动轨迹下得出绳长的变化规律;利用逆动力学分析求解出机器人的关节力矩,采用优化方法求解出驱动关节两侧绳索的最优驱动力;最后利用ADAMS软件对绳索驱动机器人下肢进行动力学仿真,仿真结果验证了绳索长度驱动的可行性以及拉力计算的正确性。对于仿人机器人以及康复机器人的设计具有一定的借鉴意义。     

滑轮组的环式穿绳法

用以往方法穿绕的滑轮组，在起吊应用中常存在一些问题。环式穿绳法的滑轮组，可防止在起吊作业中动滑轮组翻和钢丝绳扭绞。文中介绍这种滑轮组的具体穿绳方法及应用效果。     

软体足式机器人驱动、建模与仿真研究综述

软体足式机器人因其优越的移动性能及面对复杂地形的通过能力受到越来越多研究者的关注.由于受到材料性质、驱动方法及制造工艺等多方面的限制,如何实现软体足式机器人的创新结构设计,提升软体机器人的运动速度和负载能力是目前亟待解决的问题之一.综述从仿生结构与驱动方法的角度对目前软体足式机器人的研究发展进行了系统阐述.由于软体机器...     

虚拟环境下基于逆运动学的电缆建模与仿真技术

为了提高电缆的装配效率,提出一种虚拟环境下电缆几何模型的建模与仿真方法,将电缆模型看作是由一组刚性杆件通过关节串联而成的机器人操作臂,根据末端与始端的相对位姿,利用逆运动学原理反求各杆件的最终形态。最后,利用过控制点的B样条曲线对电缆模型进行光滑处理,逼真地模拟电缆的实际形态。结果表明,该方法可以实现电缆的变形仿真,且计算时间量不大,满足虚拟环境的实时性要求。     

基于Pro/E及ADAMS的液压挖掘机整机机构的建模与运动仿真

基于ADAMS的机构运动学仿真过程及方法研究,利用三维建模软件Pro/E建立正铲式液压挖掘机整机实体模型;介绍将Pro/E的实体模型导入ADAMS的操作方法及在导入过程中的注意事项,以及在ADAMS中如何定义函数,通过运动学仿真得出正铲液压挖掘机挖掘的最大包络曲线,从而为整机的设计制造提供了可靠的理论依据。     

主动悬架在AMESim与Simulink联合仿真技术中的研究

为了让设计者从复杂的数学建模当中解放出来,从而专注于物理系统本身的研究,提出了一种可以基于AMESim与Simulink联合仿真的实验方法.以滤波白噪声作为路面输入,分别在AMESim和Simulink软件中搭建车辆1/4主动悬架模型,采用PID控制算法作为控制器,获得并分析了车身的垂直加速度、车身的动行程、车轮的动载...     

电动振动台建模和速度估计的实验研究

为实现电动振动台振动输出力的高精度跟随控制,对电动振动测试实验系统的数学模型和速度估计方法进行实验研究。运用机理法建立了系统数学模型,并通过递推最小二乘法算法辨识出模型中的未知参数。采用基于输出力、位移和速度的三参量控制器作为控制算法。由于速度信号缺乏有效的传感元件,采用基于加速度和位移的卡尔曼滤波器来估计三参量反馈信号中的速度信号,以此克服直接用位移差分获得速度信号所产生的量化噪声。构建以Twin CAT实时控制软件为基础的振动输出力跟随控制实验系统,实验结果证明采用卡尔曼滤波器能有效消除系统的量化噪声。     

一种新型3P-1R并联机构三维建模及运动仿真的实现

基于以单开链为单元的并联机器人机构组成原理,构造了一种能够实现空间三维移动和一维转动的3P-1R并联机构,并运用CAXA实体设计软件构建了该并联机构的三维参数化模型。通过嘲与ADAMS之间的数据交换,实现了ADAMS环境下该新型3P-1R并联机构虚拟样机的运动学仿真。结果表明,新型3P-1R并联机构虚拟样机构建合理,运动仿真具有可信度。     

双层隔振系统主动控制的建模与仿真

针对双层隔振系统多自由度耦合振动的特性,采用隔振对象与中间质量的相对位移作为检测量,提出了一种双层隔振主动控制系统模型,并在M atlab/S imu link中建立相应功能模块,完成了双层隔振主动控制系统的仿真分析。仿真结果表明:该模型可有效实施振动控制。     

民机舱室结构建模及基于FEM-BEM 的辐射噪声仿真分析

针对ANSYS不能直接得到民机舱室声场响应特性的问题,结合ANSYS和SYSNOISE ,提出了民机舱室振动声学数值仿真计算方法。以某型客机机舱为原型,基于HYPERMESH建立了有座椅机舱网格模型。利用ANSYS进行机舱结构动力学分析,得到了结构振动频响特性。将结构振动位移结果作为边界激励条件导入SYSNOISE中,采用直接边界元法最终得到了舱内声压频响特性。给出了ANSYS与SYSNOISE的软件接口方法,解决了两者间的数据兼容问题,为进一步的声场优化分析提供了参考。     

动力减振镗杆结构优化及运动稳定性仿真研究

为了研究动力减振镗刀在减振效果最好、运动稳定性最佳时减振系统的特征及结构参数,以长径比为12的动力减振镗刀为研究对象,在对其进行运动稳定性分析的基础上,采用SIMS方法优化确定了减振系统的特征参数,再利用Matlab优化确定了减振系统结构材料参数;然后利用ADAMS进行了减振镗杆的动力学仿真,分析得到了幅频响应曲线和振动—位移时间曲线;最后通过比较分析不同橡胶等效径向刚度值和阻尼液阻尼值下减振镗杆动力学仿真的幅频响应曲线,验证了减振镗杆优化结果的正确性,为大长径比动力减振镗刀的研制提供指导。     

变循环发动机中倒流现象的稳态建模与仿真

变循环发动机根据模式选择机构的打开和关闭有两种工作状态,在模态转换过程中,可能出现经过核心机驱动风扇压缩的气体一部分重新流回到核心机驱动风扇进口的现象。为分析变循环发动机中倒流现象对整机的影响规律,采用稳态性能仿真方法进行性能分析,完成了模拟稳定倒流现象的变循环发动机稳态模型建模。通过研究相关文献对倒流现象描述,从倒流现象产生、数学模型建立、倒流状态仿真三个方面对变循环发动机倒流现象进行阐述。通过采用一种向前引气的局部循环平衡被动收敛方法,实现发动机在设计点和非设计点计算过程中性能仿真。仿真结果表明:随着倒流流量的增加,风扇出口的流通能力降低,风扇工作点升高,裕度减小;核心机驱动风扇的流通能力提高,核心机驱动风扇工作点向下移动。     

主动先导级控制的电液比例流量阀建模与仿真

高精度电液比例流量阀是很多重大机械装备中电液控制系统的核心部件，但采用压差补偿器或流量传感器控制流量，会降低阀的通流能力，增加系统功率损失和发热。因此，提出利用电机驱动液压泵作为先导级，连接Valvistor主阀，构造新的高精度电液比例流量阀，使主阀流量与先导流量成正比，其无论压差大小、正负皆可输出稳定的先导流量，达到提高流量阀的低压可控性和动态响应特性的目的。建立了新电液比例流量阀的数学模型，并建立其AMESim模型，对该阀的静动态特性的影响进行计算仿真分析，为进一步优化新电液比例流量阀结构提供依据。