全向移动机器人驱动轮同步转向机构设计

针对现有轮式全向移动机器人在工程实际应用中存在的驱动轮同步转向能力差的问题,设计了驱动轮同步转向机构。首先,基于虚拟样机技术分析了该同步转向机构的工作原理,并将它应用于轮式全向移动机器人。然后,利用运动学原理对加入同步转向机构机器人进行运动学分析,得到了电机输入转速与驱动轮转向速度之间的关系。最后,根据系统结构参数研制了一款主要应用于工厂物料搬运工作的产品样机并进行实验验证。机器人横向移动实验结果表明,该机器人可以通过不同方式进行全向移动,验证了该机器人的全向移动功能。研究表明同步转向机构的应用降低了轮式全向移动机器人控制难度,实现了机器人高速、高精度、高稳定性全向移动。     

全向移动机器人驱动万向轮的设计与实现

全向移动机器人使用无解耦机构的驱动万向轮在转向时会派生出额外的滚轮滚动输出,这会导致运动的不稳定以及增加控制算法复杂性.为了解决驱动万向轮转向运动与驱动运动之间的耦合问题,通过在驱动万向轮内加入差速行星齿轮机构,合理地设置该行星齿轮组的输出传动比,可以将转向时的派生滚动输出从转向运动中解耦,实现了对机器人运动的精确控制,提高了机器人运动平稳性.最后通过对机器人进行运动学分析,得到了输入转速与机器人运动速度之间的关系,验证了机器人的全向移动功能,并为机器人运动控制提供了依据.     

基于积分模型预测控制的全向移动机器人轨迹跟踪研究

为了减小全向移动机器人在运行中所产生的稳态误差,提出了一种具有积分作用的模型预测控制方法,即积分模型预测控制(IMPC)。积分模型预测控制不仅能够保留模型预测控制中预测和优化的功能,并且可以抑制系统稳态误差,从而使控制器具有更好的鲁棒性和跟踪能力。为了验证积分模型预测控制的先进性,将积分模型预测控制器与传统模型预测控制器进行性能对比,采用四差速全向移动机器人作为模拟实验模型,测试了2种控制器在3种不同路径下的轨迹跟踪性能。测试结果证明,积分模型预测控制器比传统模型预测控制器拥有更好的跟踪性能,验证了所提出方法的有效性和先进性。     

连续变焦望远镜导向机构的设计与研究

在大变倍比连续交焦望远镜中,控制望远镜象面的径向和轴向跳动,是结构设计的关键之一．本文在对不同导向机构的比较与研究的基础上,设计了一台口径为φ１３０ｍｍ、变焦范围１００ｍｍ－１０００ｍｍ的变焦望远镜．成象清晰,象面径向和轴向跳动均小于０．０３ｍｍ·     

机构公共信息导向系统设计中的特色化图形标志设计

以机构公共信息导向系统设计中图形标志所涵盖的内容和特点为启示,分析了特色化设计潮流对标准化应用的冲击和影响,提出了机构导向系统中特色化图形标志的设计应在遵循国际相关设计标准的基础上,提取与环境共鸣的图形元素,结合与机构产品(或服务)相关的形象特征,挖掘与机构地域相融的图形符号,体现与机构文化交融的情感意蕴,以满足识别性和特色化发展的需要。     

LTV-MPC自动驾驶汽车路径跟踪算法研究

为解决自动驾驶汽车在时变曲率路径上的跟踪精度和操控稳定性问题,提出一种基于线性时变(LTV)模型的模型预测控制(MPC)算法.分别建立车辆运动学参考模型和动力学参考模型,通过分析期望路径的几何特征获得车辆航向角的前馈参考量,并通过迭代线性化方法推导线性时变的车辆运动参考模型.根据车辆行驶状态设计车辆运动学参考模型/动力...     

纸箱封装机折页机构的设计与研究

目的 为解决现有的纸箱自动化包装生产线上纸箱封装机的折页机构折侧页不可靠、无法对多规格的纸箱进行折页的问题,设计一种可靠、适用于多规格的纸箱折页机构以提高纸箱包装质量和包装效率。方法 通过对折页功能、纸箱状态和封装机整体进行分析研究,设计2组纸箱折页机构;用机构的动态静力分析方法对2组折页机构进行运动学分析和动力学分析,用Matlab对运动学方程和动力学方程求解;用SolidWorks软件对2组折页机构进行结构设计和三维建模;将所设计的2组折页机构实物组装在封装机上进行现场试验。结果 运动学分析结果表明,2组折页机构带动纸箱页旋转的最终角位移能够准确地使纸箱页完成折叠工作;动力学分析结果表明,2组折页机构所需的驱动力矩和驱动力符合动力元件的力矩和力的使用范围。现场试验结果表明,所设计的折页机构能够对多种规格的纸箱实现可靠的折页工作。结论 该纸箱折页机构能够可靠地完成不同规格的纸箱折页工作,实现了纸箱折页的自动化与柔性化,可在一定程度上提高纸箱包装生产线的包装效率。     

印刷机新型开闭牙机构的介绍及其运动学研究

总结了开闭牙机构的种类,介绍了一种新型开闭牙机构在胶印机上的应用.并根据这种新型开闭牙机构的运动特点,对机构的运动学分析方法进行了研究探索,采用先分析相对运动,再分析绝对运动的特殊方法,对机构进行了分析研究,并取得了预期的效果.     

星载薄膜天线人形杆单侧驱动机构设计与试验研究

面向星载大口径薄膜天线在轨展开需求,开展高型面精度、大口径、轻量化和大折展比的空间薄膜天线人形杆折展机构创新设计及其动力学特性研究.提出一种带有径向预紧的人形杆单侧驱动机构,通过一个电机同时驱动滚筒和丝杠运动,当人形杆完全展开时径向预紧机构得到触发,实现人形杆根部的夹紧,从而提高整个薄膜天线展开状态的刚度和型面精度.对...     

自动落纱机自适应纱管夹持器设计及其动力学仿真研究

为了提高自动落纱机的工作效率和可靠性,增强纱管夹持器适应锭子安装误差的能力,减小工作过程中的动力消耗,采用机构扩展法设计了一种自动落纱机自适应纱管夹持器。首先构建了一个二自由度的纱管夹持器主机构,并对机构进行扩展,增加3个杆件使它与原来的构件组成平行四边形机构以实现机构变异,并得到了自适应纱管夹持器的运动简图。该夹持器利用浮动连接板的摆动自动适应锭子的安装误差,利用平行四边形机构的工作特点实现夹紧/预松纱管功能。在完成结构设计的基础上对自适应纱管夹持器进行了静力分析,研究了夹持器的受力情况。基于SolidWorks Motion建立了自适应纱管夹持器的动力学仿真模型,对不同锭子安装误差下夹紧纱管时纱管所受到的接触力进行了仿真计算。结果表明：当锭子准确安装时,在夹紧纱管情况下有足够的旋转力矩作用在纱管上,可实现预松纱管功能;稳定工作状态下安装在夹指中的聚氨酯夹块与纱管的接触力满足要求;自适应纱管夹持器具有在-1~1 mm范围内自动适应锭子安装误差的能力,并在夹紧纱管时可以实现预松纱管功能。研究成果为设计高效、可靠的自动落纱机拔管装置奠定了基础。自适应纱管夹持器的工作原理和设计思想对设计服务于其他领域的机器人自适应夹持器有一定的借鉴意义。     

全向车测量轮导引方式的设计与仿真

针对全向车位姿检测中由于麦克纳姆轮驱动打滑引起的整车运行精度测量误差大的问题,提出了测量轮自主导引方式,建立数学模型,并对AGV系统结构进行了阐述.设计方案中的整车六轮布局,采用四驱两从动,俩从动轮作为测量轮,运用差速原理获取自动导引全向车的路径信息,同时解决了现有单测量轮全向车原地回转状态下位姿无法精确检测的难题.提出浮动三自由度测量轮结构设计,实现实时接触地面,保证位姿检测的准确性,并对直线、曲线、原地自转三种典型运动状态下的位姿检测进行了ADAMS仿真,结果表明,此种导引方式可满足灵活设置路径下全向车位姿的精确检测,适用范围广.     

4WID-4WIS智能车阿克曼转向轨迹规划及位置估算

针对四轮独立驱动与四轮独立转向(four-wheel independent drive and four-wheel independent steering,4WID-4WIS)智能车的转向行驶工况,基于阿克曼转向原理,提出一种利用三阶贝塞尔曲线进行轨迹规划的新方法.首先,采用最优函数获取一条满足智能车初始状态约束...     

智能写字机器人机构与递阶控制系统设计

设计了6自由度转动关节机器人机构.基于坐标变换,建立运动学模型.三级递阶控制的组织级采用PC机.利用视觉获取字符图像,通过网格化得到字符点阵.通过计算脊信息,得到笔画.利用笔画中心点的聚类分析确定书写顺序.协调级采用MSP430单片机实现通讯和多舵机协调运动.执行级基于舵机实现关节的位置闭环控制.在自主开发的样机上,开展了写字实验,验证了设计的有效性.     

下肢外骨骼矫形器的动力学建模与运动控制研究

对用于步行训练的下肢外骨骼矫形器的动力学与运动控制进行了研究.首先利用拉格朗日法建立了下肢外骨骼矫形器在跑步机上双足步行的动力学模型;在此基础上,设计了实现下肢外骨骼矫形器的轨迹跟踪控制的计算力矩加比例微分反馈控制系统,并采用Lyapunov方法,分析了控制系统在建模存在误差情况下的稳定性和收敛性;最后,在Adams-Matlab虚拟样机协同仿真平台上进行了下肢外骨骼矫形器的步行仿真实验,结果表明该控制方法对下肢外骨骼矫形器的轨迹跟踪控制是有效的.     

基于圆柱螺线法的偏置机构控制算法仿真及实验研究

偏置机构芯轴偏心位移的精确控制是实现导向钻进的核心问题.针对一种新型静态指向式偏置机构,首先介绍了其结构组成以及轨迹控制原理;其次,建立基于圆柱螺线法的井眼轨迹控制算法数学模型,并以三维多目标井眼轨迹为例,讨论了如何通过该机构实现井眼轨迹的控制,并基于SolidWorks和ADAMS进行机构虚拟模型的建立和运动仿真,得到偏置机构运动情况曲线;最后,建立基于LabVIEW的实验平台对偏置机构样机的导向性能进行验证.通过仿真结果、实验值和理论值的比较,确定该算法产生较好的控制效果,证明了实现机构导向控制的可行性,从而为旋转导向钻井工具实际轨迹控制算法设计与优化奠定理论基础.     

溶液蒸干法合成LiFeP0_4及性能研究

探讨了一种液相法合成LiFePO_4正极材料的新工艺,称为溶液蒸干法.通过XRD、SEM等测试方法对前驱体的组成、结构和形貌进行了表征,通过LiFePO_4合成过程的分析,推断了过程的反应机理;此外,通过添加PEG合成了LiFeP0_4/C复合正极材料,并对其进行了结构和电化学性能表征.结果表明:合成的样品虽然存在极微量的杂质,但是主晶相为LiFePO_4,0.1C倍率下首次放电比容量为156.5mAh/g,循环40次,平均每次的放电比容量损失率仅为0.16%.     

汽车悬架磁流变减振器模型分析及半主动控制策略研究

用多项式模型作为磁流变减振器的力学模型,研究了传统"开-关"型半主动控制的阻尼力跳跃对汽车簧载质量振动加速度产生的不利影响,针对1/2汽车模型对具有磁流变减振器的汽车悬架简单模糊和自适应模糊神经半主动控制策略进行了数值仿真,基于数值仿真结果分析了各控制策略的效果.     

次级通路特性及对有源控制算法的影响

在有源噪声控制研究中,次级通路特性对保持系统稳定及快速实现多通道自适应算法具有关键性的作用。首先研究了次级通路特性与自适应有源控制算法及实现的关系,然后对典型的次级通路特性进行了深入研究,最后以封闭空间声场多通道有源控制为例,对次级通路建模及应用进行了仿真研究。     

Vibration mechanism research of large scale and deep water caisson

According to the construction method of Taizhou Bridge, numerical simulation is conducted to analyze the vibration of caisson under wind and water flows to determine the main factors of the caisson vibration. Meanwhile, the localization system of caissons and anchors of Taizhou Bridge is modeled in order to summarize the vibration mechanism of caissons under deep-water and jet-flow condition, and further pertinent vibration-control measures are proposed. The obtained results are well verified in engineer practice, and consequently the safety risk of positioning the caisson during is reduced.