基于LabVIEW的高速数据采集系统设计

针对卫星电推进分系统地面测试设备建设方案,开发了配套的数据采集存储系统,其实质上是一个电推进试验的总控平台。采用LabVIEW语言建立上位机的数据采集,能够在前台监控计算机提供人机界面,实现数据的采集、保存,各种波形显示,监测数据和试验状态,在线判读,报警等功能。实际运行表明,该系统数据采集过程稳定、可靠,达到了设计要求。     

基于DSP的步进电动机控制应用实例

以一种履带-腿式移动机构为平台,基于DSP设计了由步进电动机及其驱动系统组成的多台步进电动机控制系统,介绍了产生PWM脉冲的方法,列举了对一台步进电动机控制的实例。通过对多台步进电动机控制程序测试试验,并对试验中出现的问题加以分析和解决。该方法还可用于控制系统的试验、演示等。     

平面三自由度惯性压电叠堆移动机构研究

基于控制压电移动机构主体和支撑面之间摩擦力有序变化的方式,以压电叠堆为移动机构的驱动源,设计了一种新型三自由度惯性移动机构。探讨了实现机构运动的工作机理,设计了三自由度移动机构的结构模型,制作了三自由度移动机构样机,搭建了试验测试系统并对移动机构进行了试验测试,得到了运动步长随接触面摩擦因数、载荷、驱动电压的关系曲线。试验表明移动机构具有较好的运动性能和载荷特性。     

单动力可转向爬行Schatz机构

基于经典Schatz机构提出一种在单一动力机的驱动下可以在地面上爬行并可控制移动方向的新概念移动机构。首先,根据Schatz机构的结构特性,考虑地面移动的功能需求,提出爬行Schatz机构的设计方案,进行了杆件形状设计和电动机的布置。其次,分析其移动机理。然后,基于动力学仿真软件建立虚拟样机进行仿真试验。继而,根据所发现的移动特性进行移动路径规划,提出对电动机进行转速调控以实现移动方向控制的方法,研究使其实现平面内任意移动的控制策略。最后,设计制作了样机,通过试验摸索出其移动规律,验证了转向控制方法和策略,试验结果证明了理论分析及研究的正确性。     

一种小型移动机器人行走机构的设计与分析

针对机器人移动机构的主要形式,对轮式、腿关节式和履带式三种机构的优缺点进行分析比较,根据非道路环境的特点,提出一种新型移动机器人行走机构;新型移动机构由四个曲柄履带机构组成,保留了履带式移动机构较强的地面适应能力,通过曲柄变形进一步增强了机器人的越障能力;介绍了UG与ADAMS联合仿真进行虚拟样机设计的流程;对机构在非道路环境的典型障碍特征壕沟、斜坡、台阶、凸起和高台进行了分析,在UG与ADAMS联合仿真设计平台的基础上,对所提出曲柄履带结构进行运动模拟仿真,并对测试结果进行分析;结果证实了新型结构越障的可行性,表明新的机构具有更好的越障能力和环境适应能力。     

多模式空间6R地面移动机构

提出一种新型空间单闭链F1C1（约束力F和约束力偶C）约束型6R（转动副）机构,并应用其研制一种地面移动机器人。基于单环运动链构型综合方法,构造出空间单闭链单自由度F1C1约束型6R机构,应用螺旋理论进行自由度和奇异位置分析,结合地面移动需求构造地面移动机器人,进行了杆件形状的设计,规划驱动电动机布局方案,完成运动学和移动机理分析,规划类蠕动、平面4R转向和内翻三种移动模式,分析越障性能,揭示其突出的折展特性。制作样机,验证了多模式空间6R地面移动机构方案和运动规划的可行性。     

燃气轮机烟气采集系统的分析及性能研究

根据不同的燃烧室试验,阐述了4种可用于燃烧室高温烟气采集的采样机构,并分析了采样机构的设计难点及应用特点,同时指出带有移动机构的采样靶一般适用于测量出口为圆形的全环试验中;而不可移动的采样靶适用于单管或扇形试验中。     

新型完全各向同性3T并联机构及其特性分析

针对并联机构耦合带来运动学分析与控制困难的问题,提出了一种新型完全各向同性的三维移动并联机构,该并联机构动平台和静平台之间由3条支链连接,3条支链的第一个移动副在空间中呈正交分布,使得该机构的动平台具有3个移动自由度,且输入输出一一对应。这种机构最突出的优点是运动副简单,三维移动解耦,运动学分析简单,便于该机构运动控制设计。采用螺旋理论分析了该机构的自由度及性质,确定了机构的主动副,给出了机构的位置和速度正反解,分析了机构工作空间及运动性能。根据机构输入输出关系,求得机构雅可比矩阵,验证了机构具有完全各向同性。研究结果对该机构的进一步应用具有理论指导意义。     

两平移-转动并联机构型综合研究

提出一种系统的基于螺旋理论的两平移一转动并联机构型综合的方法。它根据螺旋理论中运动螺旋与约束力螺旋之间的互易关系先构造出可能的分支机构,再组合出不同机型的机构。本文利用该方法进行了两移动一转动并联机构的型综合,给出了部分机型,其中包括一些新机型,同时也得到了一种适合作为减振平台的机型。有效的两平移一转动并联机构型综合的方法对扩大减振平台的优选空间,以及机型的创新设计都有一定积极的意义。     

基于互易螺旋理论的无奇异完全各向同性移动并联机构型综合

基于互易螺旋理论提出一种无奇异完全各向同性纯移动并联机构型综合的系统方法。首先给出机构末端操作器输出运动的矩阵表达式,然后根据该表达式正雅可比矩阵为非零对角阵的条件确定出机构支路驱动螺旋的表达形式,并依据驱动螺旋与主动螺旋互易积为非零常数的条件确定出主动螺旋的形式,再根据驱动螺旋与同一分支中除主动螺旋外的所有其他运动螺旋互易积都为零的特点,确定出可动非驱动螺旋的类型及其轴线方向,从而按照机构分支连接度的不同进行机构支路的型综合。最后取3条所综合出的机构支路将动平台与静平台联接起来即可得到所期望的机构。最后对一种新型3-CRP无奇异完全各向同性移动并联机构进行运动学分析。结果表明,所提出的型综合方法正确可行。     

地面移动平台监控系统研究

在研究控制器局域网络(Controller Area Network,CAN)总线原理及应用技术的基础上,针对地面移动平台监测和控制的要求,设计基于CAN总线的监控系统。该监控系统对车载设备的状态信息和各种传感器信号进行采集、显示和分析,形成移动平台整体的详细状态信息。远程操作人员和地面控制中心根据这些信息,实时了解移动平台的运行状态,并实现对平台的正确操作与控制。针对所开发的监控系统进行现场试验,试验表明,该监控系统具有可靠性高、通信实时性好的特点。     

一种特殊3-UPU并联平台机构瞬时运动特性

利用反螺旋和主螺旋的方法分别研究了一种特殊3-UPU并联平台机构上下平台平行时的瞬时运动特性.得出该机构在上下平台平行时,机构具有沿坐标轴轴线方向的移动和以x、y坐标轴轴线或其平行的直线为轴线的转动,是三自由度机构.绘制了上下平台平行时所有运动螺旋的空间分布图.研究结果丰富了欠秩三自由度并联机构的理论,对机器人的控制以及轨迹规划等诸多问题都有很重要的意义.     

涡喷发动机过渡态电负载加载的影响分析

在某型涡喷发动机飞行试验中,进行了发动机过渡过程的电负载试验。比较电负载加载及空载状态下发动机地面启动及空中加速过程,试验结果表明:地面加载电负载启动,会使得发动机启动过程时间延长,但影响不大;电负载加载会对发动机加速性产生不利的影响,使加速时间增大。     

一种大型锻压机用的上模移动平台

设计了一种大型锻压机用的上模移动平台,利用Pro/E软件建模并进行滑板受力有限元分析,在2 500 t离合式螺旋压力机上进行了试验,仿真和试验结果表明,该平台能承受1 600 t压力锻压并稳定工作。     

水轮机叶片修复机器人的移动平台

设计一种具有曲面自适应功能的、用于水轮机叶片坑内修复机器人的爬壁式永磁吸附移动平台。对移动平台设计中须解决的移动灵活性和吸附能力间的矛盾及复杂空间曲面自适应问题进行分析。为解决移动和吸附的矛盾,提出永磁非接触吸附轮式移动方案。移动平台采用差动驱动的轮式移动机构,吸附力由和壁面非接触的、具有一定气隙的多个永磁吸附装置提供。各吸附装置通过具有3转动自由度的曲面自适应机构和移动机构底盘连接,这使移动平台可用于表面是复杂空间曲面的水轮机叶片表面。研制移动平台样机,试验结果表明移动平台负载能力强,超过80 kg,可原地转向,运动灵活性好,具有较好的复杂空间曲面自适应能力,能够满足水轮机叶片坑内修复的需要。     

4-PUS/PUU并联机构在机床上的应用

采用4-PUS/PUU并联机构作为机床的执行机构,该机构具有三维移动和二维转动的空间5自由度,可实现机床五轴联动的运动功能。采用螺旋理论建立了4-PUS/PUU机构各支链运动螺旋系,通过运动螺旋求交、约束螺旋求并的原则,得出动平台的自由度数目和性质。在Solid Works软件中建立4-PUS/PUU机构的三维模型,并进行了运动学性能分析。     

利用约束螺旋理论综合的空间对称2-DOF并联机构

首先按运动功能对两自由度空间并联机构进行分类,得到了空间2Ryz型（绕y轴和z轴转动)和1Rz1Tz型(绕z轴转动和沿z轴移动）的两自由度机构;给出了两类并联机构的分支约束螺旋系和机构约束螺旋系,以及保证所有分支约束螺旋的合成是期望的机构约束螺旋系的几何条件。对这两种空间并联机构运用约束螺旋综合理论进行系统的型综合,得到了可实现连续运动的具有绕定平台平面内两轴转动的并联机构以及沿着定平台法线方向移动和绕其转动的两自由度并联机构;得到了两自由度并联机构各种类型的分支链结构,以及两类机构的结构约束特性。将少自由度对称并联机构类型由原来的9类扩充到11类,丰富了机构类型。     

介电型EAP线性和弯曲驱动器研究

基于介电型EAP(dielectric electroactive polymer,电活性聚合物)较好的综合性能,研究了卷绕式线性和弯曲驱动器。分析了线性驱动器的结构,进行了单(两)自由度弯曲驱动器的电极形式设计,构建了双轴拉伸机构和卷绕平台用于驱动器制作。试验表明:线性和弯曲驱动器能产生线性伸长和单(两)自由度连续弯曲,其中线性伸长率超过30%,弯曲角度可达90°(32°),并测试了驱动器的输出力。卷绕式驱动器结构紧凑,运动范围大,能产生类似于生物体的柔性运动,在仿生空中或地面机器人等领域具有广泛应用前景。     

一种基于并联机构的航天器姿态模拟装置的设计开发

航天器发射升空前进行地面测试和试验是航天器研制过程中的重要环节。文中针对一种基于并联机构的姿态模拟装置的设计开发,从位置分析、速度分析和虚拟样机的建造和仿真分析等方面对3UPS-PU并联机构进行研究,完成姿态模拟装置的设计,为航天器装配、试验和测试设备的设计提供一种新的思路。     

机轮转速模拟系统的设计与实现

为了解决飞机刹车系统在地面试验中存在的低精度、高能耗问题,该文设计了基于LabVIEW的机轮转速模拟系统。该系统通过控制伺服电机输出的转速信号来模拟飞机机轮的转动,进而驱动飞机刹车系统的轮速传感器,使刹车系统不依赖于飞机其他系统而可以进行试验。该系统已成功应用于某型飞机的刹车系统地面模拟试验中,试验结果表明,该系统移动方便、易于操作且大大提高刹车系统的研制效率。