充气伸长型气动柔性驱动器刚度特性

为实现充气伸长型气动柔性驱动器的变刚度控制,对其输出力模型进行改进,建立气动柔性驱动器的静态刚度和动态刚度数学模型,指出气动柔性驱动器的动态刚度为静态刚度与气压刚度之和.试验和仿真研究结果表明:供气压力是影响充气伸长型气动柔性驱动器静态刚度和动态刚度的主要因素,静态刚度和动态刚度均随供气压力的增大而增大,且呈现较好的线性关系.     

面向机器人触觉的柔性压力传感器

机器人触觉传感器需要同时满足对受力大小进行精确感知以及对作用位置进行精准定位。该文采用等离子体原位极化工艺,在柔性电路板上制备了PVDF-TrFE压电薄膜。在PVDF-TrFE薄膜的制备中,以少量羟基磷灰石掺杂提高了PVDF的结晶性能,有利于β晶型的转化,进而提高了PVDF的压电系数,提升了PVDF对力的电学响应精度,从而提高了感知器件灵敏度。采用柔性PCB电路板制备柔性PVDF压电传感器,不仅可以对力的大小实现三维传感,而且能够对作用力的位置进行定位,从而可以应用于机器人触觉传感。     

伸长型气动柔性驱动器设计与实验

设计了一种以压缩气体为动力源的伸长型"刚-柔耦合"气动柔性驱动器,驱动器采用内外嵌套结构,内部为弹性气囊,外部为约束弹簧,能有效提高驱动器刚度.为研究不同刚度的约束弹簧对气动柔性驱动器静力学性能的影响,采用实验方法研究了不同弹簧丝直径的驱动器轴向伸长变形、驱动力与工作气压的关系.实验结果表明:驱动器伸长量随工作气压的增...     

桩筏基础变刚度设计有限元分析

针对桩筏基础等刚度设计条件下普遍存在的"碟形沉降"现象,从变形控制角度出发,将筏底桩体视为非线性弹簧,采用单桩载荷试验所得Q-s曲线作为弹簧刚度,建立了桩筏基础简化分析模型.通过数值模拟手段,采用平面变刚度、竖向变刚度和空间变刚度三种设计方法降低筏板基础的差异沉降,比较分析了桩筏基础均布荷载下各种设计方法的沉降特征.结果表明桩筏基础的空间变刚度可有效减小基础差异沉降,改善基础受力变形特征,并降低材料用量,技术经济效益显著.     

可调刚度弹性机器人关节研究与设计

为了实现腿式奔跑、跳跃机器人在高速运动中的变速无源运动和提高机器人运动能效性,提出了一种可调刚度弹性被动机器人旋转式关节设计方案.关节采用平面非接触涡卷弹簧作为弹性元件,由小功率伺服电机驱动支撑杆调节平面非接触涡卷弹簧的有效工作长度,最终实现改变关节的旋转刚度.对平面非接触涡卷弹簧进行了有限元弹性大变形仿真分析,并制造出实验样机.试验表明:所设计的可调刚度弹性被动机器人关节性能良好.     

绝缘子串激光除冰机器人人机交互控制系统设计

冬季严寒气候输电线路绝缘子串覆冰严重影响绝缘子的绝缘性能,特别是绝缘子间形成的冰凌更是会造成绝缘子片间短路事故的发生,利用激光进行绝缘子除冰作业是电力运维管理新思路和新方法的有益探索,其具有除冰效果好、对线路无损伤、能源利用清洁高效等显著优点.除冰机器人控制系统是完成除冰作业的关键,传统的激光除冰机器人,激光器和搭载装...     

面向任务的载人潜水器人机交互信息结构分析

为构建复杂任务下的载人潜水器人机交互信息结构模型,提高潜器驾驶舱设计人员对潜航员视角下任务信息认知过程的理解,将决策阶梯模型与DEMATEL-ISM方法相结合,提出一种含影响因子的全要素层级结构模型构建方法。以载人潜水器某近底作业为对象,运用决策阶梯模型分析潜航员任务信息需求及处理过程,识别人机交互信息要素及关系。基于DEMATEL计算综合影响矩阵及属性特征值,结合研究目的改进整体影响矩阵阈值计算方法及可达矩阵判别式,得到含影响因子的可达矩阵。通过对抗轮换层级抽取方法,抽取原因-效应属性稳定的层级结构,引入模糊算子对计算影响值骨架矩阵,结合层级结构构建含影响值人机交互信息结构模型。结果表明：研究得到由31项交互信息要素及关系构成的6层有向加权结构模型,并通过方案对比证明所提方法在保证节点完整、优化层级结构及量化要素关系方面的有效性;所得模型明确了人机交互信息要素属性特征、致因关系及致因程度,对复杂任务下基于潜航员认知的人机交互信息处理过程具有较好的解释力,能够为载人潜水器驾驶舱人机交互信息设计提供理论依据。     

柔性机器人动力学分析与控制策略研究

随着科学技术的不断发展,机器人技术开始逐渐转向高精度方向发展,全柔性机器人的用途越来越广.但是由于全柔性机器人的动力学性能将直接影响机器人的应用精度,因此对柔性机器人进行动力学分析极其重要.基于此,本文通过简述柔性机器人动力学分析以及相关控制策略,研究柔性畸形人动力学分析方法,并在建模的基础上进行控制策略分析,进而对柔性机器人的发展有一定的促进作用.     

液压驱动四足机器人变刚度力跟踪控制

针对液压驱动机器人在变刚度条件下力控制问题,建立了液压驱动四足机器人系统的阻抗模型和带有弹性负载的阀控缸模型.分析系统刚度变化对系统性能的影响,指出常规控制策略在精确足力跟踪控制中的不足,结合变刚度条件下阻抗模型和电液位置伺服系统的特点,提出实现精确足力跟踪的模糊自适应PID位置内环控制和模糊阻抗外环控制的复合控制策略.在半实物仿真平台上进行变刚度条件下的足力跟踪实验,仿真结果表明：在变刚度条件下,足力跟踪曲线最大超调及稳态误差均小于5%,调整时间基本相同,验证了所提控制策略的有效性.     

基于SimMechanics的工业机器人刚度分析

提出了一种利用Matlab/Sim Mechanics工具箱建模仿真的方法,根据机器人关节刚度与操作刚度的映射模型,分析工业机器人的刚度性能。为了在分析工业机器人刚度参数时规避奇异点,首先建立运动学仿真模型,通过跟踪工业机器人末端的轨迹,计算出机器人的工作空间;再建立施加负载的仿真模型,通过传感器模块输出位置坐标,并得到末端变形量,从而得出机器人的刚度参数;最后通过刚度指标与各个关节角度的关系,分析各个关节对刚度的影响程度。这种方法克服了传统方法对机器人进行运动学正、反解求解的弊端,同时避免了利用极限理论编程运算的复杂。     

面向目标探测与搜索的轮式机器人设计

针对机器人目标搜索过程中的探测、搜寻功能进行研究．采用模块化方法设计并实现的机器人实验平台,具备目标探测、搜索以及安全监控等功能,具有低成本、高可靠性及易扩展等特性．通过对轮式机器人系统各功能模块的调试与实验,验证设计的可行性和正确性．该轮式目标搜索机器人能够完成对指定目标的搜索．     

平面柔性铰链导向机构刚度分析与实验测试

柔性导向机构是精密仪器设计中的一种重要的导向形式,其在导向方向的刚度计算是机构设计的关键技术.基于材料力学的弯矩方程,推导出平面柔性铰链的抗弯刚度解析式,并采用能量法求解出平面柔性铰链导向机构的刚度解析式.为验证解析公式的正确性,设计并加工了平面柔性铰链导向机构,在精密弹簧拉压实验仪上进行刚度测试,实验结果与理论计算结果进行对比,二者的相对误差为4.7%,证实了解析公式的正确性.     

软体弯曲驱动器设计与建模分析

设计一种新型软体驱动器,对其结构和弯曲原理进行了分析,利用Yeoh模型建立了适用于该类型软体驱动器的数学模型。使用Solidworks软件建立模型,并将其导入Abaqus CAE软件中进行弯曲变形仿真分析。制作了软体驱动器,并对其弯曲变形进行了实验测试。新型软体弯曲驱动器结构的理论分析、有限元仿真计算和实际实验结果较为一致,获得的弯曲角度与内部气压的关系数据可为软体驱动器的控制设计提供依据。     

变刚度多稳态复合材料结构设计与性能分析

通过研究复合材料层合板结构局部纤维角变化的理论模型与刚度变化的关系,设计2种变刚度多稳态复合材料层合板结构. 对变刚度多稳态复合材料结构进行建模,运用Matlab求出不同的平衡方程解,得到变刚度多稳态复合材料结构的稳态构型. 制备相应的实验试件,测量变刚度多稳态复合材料结构不同稳态转变时的力学性能,通过有限元软件Abaqus模拟变刚度多稳态复合材料结构的降温冷却过程,得到平衡稳定状态的数值解. 结合理论、数值与试验,分析变刚度多稳态复合材料结构的稳态构型、稳态转变最大载荷及载荷-位移曲线的变化规律.     

面向机器人装配的并行设计系统研究

在现有ＣＡＤ系统的基础上,开发一面向机器人装配的并行设计系统,在此系统中,计算机辅助装配工艺规则和面向装栩的设计成为产品设计过程的组成部分,通过采用在设计过程的各阶段实地评价产品可装栩性的策略,实现面向装配的设计对产品设计过程的支持,并且给出一个在设计过程中优化产品装配序列的算法。     

按最小柔性误差设计投梭机构约束弹簧刚度

本文用弹性振动理论研究实际动力学响应,并以投梭机构为实例阐明桉柔性误差最小确定约束弹簧刚度的方法.     

变刚度双层隔振系统仿真分析

针对宽频扰动时双层隔振系统对低频扰动隔振效果差的问题,将具有可控刚度的磁悬浮隔振器与金属弹簧隔振器并联,实现双层隔振系统刚度的调节.主机从启动到运转至最低稳定转速以及在最低稳定转速处稳定运转时,通过改变磁悬浮隔振器通电电流大小,研究双层隔振系统在不同电流作用下对主机扰动的隔振效果.仿真结果表明,通过改变磁悬浮隔振器电流大小来调节双层隔振系统的刚度,能够改善双层隔振系统对主机低频扰动隔振效果差的问题.     

多级变胞机构的刚度调控分析

刚度调控策略作为实现多级变胞机构的关节柔顺性,提高多级变胞机构的集成度,实现多级变胞机构紧凑化的重要方法,对其进行深入研究有着十分重要的意义.针对多级变胞机构刚度调控复杂的问题,本文通过对弹簧长度、最佳弹簧刚度以及最佳弹簧安装位置的确定,提出了针对多级变胞机构的刚度调控策略.实验结果表明,在一定范围内,最佳弹簧刚度随着安装位置l₃的增大而减小,当最佳弹簧刚度达到最小值后,最佳弹簧刚度随着安装位置l₃的增大而增大,两者之间为非线性关系.     

一种监测分析人机交互系统的设计与实践

本文基于现场控制站监测的基础上,阐述了人机交互系统模拟设备状态显示出各种参数值.当出现变量值超限立即报警.针对窑利用组态王设计出一种监测分析系统人机交互系统,适应操作人员监视,有效地进行组态.此界面在实践应用中具有系统监测分析的直观性、实用性,美观性等特点.