基于分段组合路径规划算法的智能搬运小车设计

针对网格地图的路径规划问题,提出了一种分段组合的路径规划算法;采用该算法设计了具有自主循迹搬运功能的智能小车,该搬运装置的行走机构采用带有减震功能的麦克纳姆轮底盘,机械手臂采用双平行四边形机构;基于STM32单片机构建了小车实物模型,并进行了实验测试,验证了设计方法的可行性。所提出的路径规划方法可推广应用至物流搬运作业中。     

基于改进型元胞自动机模型的双车道公路交通特征分析

根据双车道公路的微观交通特征,考虑车辆驾驶员的不同驾驶特点,将驾驶员特性与车型结构引入CA模型,建立了新的双向双车道CA模型.通过计算机模拟,分析了驾驶员性格、车型比例、双向流量比例等因素对双车道公路车流密度、速度、速度波动性和流量等交通特征的影响.结果表明:路段平均车速取决于小车比例,且在小车比例为0.7时速度波动最明显,同时增加激进型驾驶员的比例能小幅提高路段平均车速,但会引起更大的速度波动.     

轻烃气化装置气化过程的理论研究

通过实验样机的运行测试,对轻烃气化装置的气化过程进行分析,揭示了气化过程的机理,并由此建立了气化过程的数理模型－半经验关联式;通过实验对比,表明轻烃燃气发生装置轻烃气化过程的数理模型是可行的和正确合理的,可用于工程实践。     

基于ADAMS的型钢堆垛机小车机构设计建模与运动仿真

根据型钢堆垛机的工作原理和对小车机构的设计要求,基于ADAMS软件建立小车机构的虚拟样机参数化模型,提出了小车机构的运动学仿真策略,可高效地完成小车机构的设计综合.以机构的传动角为优化目标,确定了机构的基本参数、设计变量和优化变量,探讨了基于ADAMs的机构优化方法.结合实例进行了小车机构的参数优化仿真和小车运动特性仿真,获得了小车机构的可行参数和运动特性,为小车机构的动力分析奠定了基础.     

采用动力测试的双转子卧螺离心机模型修正

基于动力测试及有限元模型修正建立准确的双转子结构卧式螺旋离心机动力学模型. 通过对复杂双转子装配体进行分步动力测试,获得整机及内转子在不同支撑条件下的前3阶模态参数. 研究双转子结构三维有限元模型精确建模方法并建立结构连接刚度的参数化模型. 通过有限元模态仿真分析及仿真结果与各阶试验模态参数的对比,检验模型的有效性. 通过参数灵敏度分析,获得卧螺离心机各连接结构中对结构模态参数影响最大的因子,并使用遗传算法分别对内转子和整机关键连接结构进行模型修正. 修正后的整机有限元模型在轴承支撑状态下前3阶弯曲模态频率仿真结果与试验结果之间的误差小于5%,可以较好地模拟卧螺离心机的动态特性,为深入的振动分析打下良好基础.     

基于振动响应机理的轴承故障定量诊断及量化分析

为了解决轴承损伤尺寸难以诊断的问题,建立滚动轴承非线性振动的动力学模型,并通过解析法求解轴承4种不同大小的故障振动信号响应,根据故障轴承响应信号的双冲击时间间隔对轴承故障进行定量分析,分析结果表明了该定量分析方法的准确性.进而对多组不同故障大小的轴承数据进行统计学分析,建立了轴承外圈损伤程度区间.滚动轴承外圈实验结果验证了提出的基于故障机理的轴承故障定量诊断方法的有效性.     

主动式后轮控制小车跳跃过程中的车身姿态

针对高速移动的轮式小车因地形颠簸而跃起后,其车身在空中失衡且不易控制的问题,从仿生蜥蜴角度出发,提出通过改变小车后轮转动来控制车身姿态的方法。基于PWM脉宽调制方法,通过在车身安装编码器、单片机及通信装置,实现对小车后轮转动的控制。根据小车动力学分析所得运动方程和状态方程,通过PD控制方法对所建实验平台中小车姿态进行实时检测并控制其变化。实验结果表明,通过控制小车后轮转动能有效调整小车在空中的姿态,有利于其安全着陆。     

金刚石砂轮磨削加工聚晶金刚石的机理

首先对金刚石砂轮磨削加工聚晶金刚石的磨削力和磨削温度进行了测试和分析,利用扫描电镜对工件加工表面进行了微观分析研究。认为磨削过程主要是通过冲击、滑擦、氧化、石墨化和破碎等完成。并弄清了工件材料的磨除机理,在实验研究的基础上,建立起磨削机理的模型。     

大功率二极管PSPICE模型构建

针对采用PSpice仿真感性负载电路中出现的错误振荡问题,依据半导体内部工作机理,通过求解二极管基区双极扩散方程,构建了一种大功率PIN二极管的PSPICE子电路仿真模型,在模型过程考虑了二极管的正向导通和反向恢复特性.模型通过测试电路仿真得到反向电压和电流波形,并与实验数据进行比较.仿真结果表明,作为大功率器件模型使...     

高强钢筋高强混凝土短肢剪力墙地震损伤性能与损伤模型研究

通过6片高强钢筋高强混凝土短肢剪力墙进行低周往复荷载试验,对不同轴压比、高厚比和配箍率的高强钢筋高强混凝土短肢剪力墙的破坏形态、滞回性能等方面进行分析,研究其破坏机理和抗震性能.依据试件各阶段破坏规律,分析对比既有地震损伤模型,提出了适用于高强钢筋高强混凝土短肢剪力墙的双参数地震损伤模型.分析实验结果证明:剪跨比和轴压...     

基于Matlab的模块化机器人运动学仿真

针对六自由度模块化机器人,使用D-H法对机器人建立模型,进行运动学分析,完成机械臂精确控制和轨迹规划.通过Matlab软件构造仿真模型,实现机械臂实体模型的线条化表示,简化了机器人三维结构建模的过程.重点进行关节运动学机理分析,利用Matlab软件的矩阵运算能力强大的优点,对模块化机器人的正、逆运动学问题进行求解,以及对轨迹规划进行仿真,分析机器人运动规律,为机器人运动控制提供理论依据.     

一种全向滚动球形机器人的动力学分析与仿真

研究了一种全向滚动球形机器人的动力学建模、分析与仿真方法．根据机器人所受的非完整约束,建立了其运动学模型．根据机器人的结构特征和Lagrange-Routh方程,建立了其动力学模型,给出了消去未知Lagrange乘子的策略．得到了该球形机器人的完整动力学模型,即控制机器人运动的强耦合二阶微分方程组．建立了描述该球形机器人完整动力学方程的仿真模型．运动实例的动力学分析和仿真结果验证了该方法的有效性．     

气动三自由度并联机器人设计与仿真分析

为了设计一种具有良好运动学性能的并联机器人,以基于气浮无摩擦缸驱动的3-UPU并联机器人为研究对象,对其进行运动学建模以及工作空间、动力学仿真分析。通过三维建模软件设计3-UPU并联机器人物理模型;根据机器人几何关系推导其运动学方程并基于数值解法得到该机器人的工作空间;采用遍历法求解机器人各支链旋转角度范围,从而得到该机器人在其工作空间的最大输出力分布情况。仿真结果表明,该机器人具有良好的运动学性能。     

协作机器人机构运动可靠性研究

机构在运动过程中受到多种随机因素的影响。为提高机构运动可靠性,在设计之初对其进行运动可靠性评估十分重要。基于D⁃H法和有限元法建立协作机器人机构误差模型,使用四阶矩法建立机构运动可靠性模型,基于包络函数法建立机构运动区间可靠性模型,使用ADAMS建立含间隙刚柔耦合参数化模型,利用ADAMS/insight对协作机器人进行运动可靠性仿真,并计算9 s内的运动可靠度。通过和蒙特卡洛仿真（MCS）对比,证明了四阶矩法和包络函数法在分析运动可靠性问题上的优势。     

轮式仿人机器人的ZMP建模及动态稳定判据

介绍了ZMP的概念,比较常见的几种ZMP建模方法,提出将高效牛顿-欧拉算法(RENA)与ZMP的概念相结合的迭代ZMP建模方法,并利用该方法完成轮式仿人机器人的ZMP建模.通过模型分析,得出该轮式仿人机器人的ZMP简化计算公式.最后得出此类轮式仿人机器人的稳定性判据及稳定度的定义.     

太阳能电池自动布贴机器人动力学分析与仿真

对空间太阳能电池片自动布贴机器人的大尺寸机构系统进行了深入研究,考虑关节运动为全约束运动,利用Eu ler变换法和Lagrange方程对机器人的两个主要运动系统导向定位系统和布贴系统进行了运动学和动力学建模分析,导出了描述两运动系统的雅可比矩阵以及显示形式的动力学方程,通过仿真证明了数学模型的正确性,为进一步研究该机器人的运动控制和轨迹规划问题打下了基础.     

3-RRRT并联机器人动力学建模及其正向求解

研究一种3-RRRT新型高速搬运机器人动力学建模及正向动力学求解方法,以多体系统理论和Kane方法建立了该并联机器人的运动学与动力学模型,运用违约修正约束稳定法对动力学模型进行求解,并利用Matlab软件平台进行了动力学正向求解数值仿真,结果表明此数值积分方法速度快、精度高,适合于3-RRRT并联机器人动力学正向求解.     

基于点球约束的七自由度机器人误差建模与参数辨识

自动化装配对于机器人绝对定位精度提出了更高的要求,由于各种误差因素的影响,机器人理论位姿和实际位姿总是存在着一定的误差,若绝对定位精度过低,容易导致装配过程中零部件之间发生碰撞,严重影响着装配机器人的应用与推广。标定技术是提高定位精度的主要手段,误差建模、数据测量、参数辨识是标定与误差补偿过程中的重要环节。为此,提出了一种基于点球约束的机器人误差建模与参数识别方法：1)通过在机器人末端安装的六维力传感器反馈末端受力情况控制机器人以多种姿态使标定锥与靶标球球面重合,记录接触时各关节的位置数据;2)以靶标球球体半径为适应度函数,利用遗传算法辨识误差参数,从而建立完整的误差补偿模型。以自主研制的七自由度装配机器人为研究对象,针对装配机器人的结构特点,由正向递推建立机器人的正运动学方程,应用固定关节法与反变换法获得机器人逆运动学方程;基于D-H模型,建立机器人的运动学误差模型,在理论研究中,预设定误差参数与位姿变换矩阵,通过牛顿迭代法获取了关节变量值,将关节变量值代入正运动学方程进行验证,利用遗传算法进辨识误差参数,将辨识结果代入运动学模型中进行验证,机器人定位精度得到明显提高。通过实验,采用点球式标定方法采集机器人关节数据,应用遗传算法辨识误差参数,将所求得的误差参数代入误差模型中进行实验,绝对定位精度提升了76.74%,验证了基于点球约束的机器人误差建模与参数识别方法的有效性,为多自由度机器人标定研究提供有益参考。     

新型可重构机器人逆运动学的研究

提出新的模块建模方法,通过新的建模方法,可快速搭建机器人的运动学模型．将机器人在目标点的工作位形分解成有限个构形平面的方法,通过对分解的平面构形的工作空间描述,进行构形平面间的姿态和位置匹配,从而找到机器人的数值逆解．通过对采用基本模块搭建的八自由度机器人构形的运动学实例仿真,验证了该方法的可行性．     

机器人基坐标系精确标定的对偶四元数法

针对离线编程系统中机器人在世界坐标系下的位姿描述问题,提出一种利用对偶四元数精确标定机器人基坐标系的方法.首先在利用指数积公式建立机器人正运动学模型的基础上,推导了基于单位对偶四元数表示法的机器人基坐标系标定模型,该模型将世界坐标系与机器人基坐标系之间坐标转换的旋转与平移过程进行统一描述;其次,以对偶四元数的几何性质为约束条件,建立最小方差目标方程,引入拉格朗日乘子法求解最优的位姿变换矩阵;最后,对6自由度串联机器人进行了标定实验.实验结果表明,该标定方法可以有效解决工业应用环境中机器人的基坐标系标定问题,同时也为机器人手眼标定、多机器人协作基坐标系标定问题提供了参考依据.