基于ADAMS的重载操作机的动力学仿真

通过对锻造操作机工作原理的分析,基于虚拟样机技术,在ADAMS软件中建立了重载操作机整机系统的虚拟样机,对操作机进行动力学仿真分析,得出典型工况下操作机的受力情况曲线.考虑了驱动力大小、大惯量构件、柔性体构件以及附加倾覆力矩等因素对操作机性能的影响,为设计操作机的结构设计提供了理论及数据依据.     

3种锻造操作机主运动机构受力比较分析

首先分析了3种锻造操作机主运动机构的位置正解,然后利用传统的方法对3种锻造操作机主运动机构进行了受力分析,得到了升降缸驱动力和机架铰接处受力与升降缸输入位移之间的关系,并分析了锻件偏心距变化对3种锻造操作机主运动机构升降缸驱动力的影响。通过对上述结果的比较分析,其中一种新型锻造操作机主运动机构被选为实际应用中优先考虑的机构。     

锻造操作机的可视化刚体动力学仿真

在分析锻造操作机工作原理的基础上,采用ADAMS软件平台,建立锻造操作机的可视化三维数字化模型.考虑锻造操作机自重和外负载影响,对操作机各个部件施加相应的约束和载荷,然后进行多刚体系统的动力学三维可视化仿真,得到了典型工况运动过程中操作机受力的变化情况,并对极限载荷情况进行分析.仿真结果为锻造操作机的零部件合理设计提供了参考依据.     

平行连杆式锻造操作机吊挂系统结构设计试验

平行连杆式锻造操作机吊挂系统是实现锻造操作机工艺动作和承受外部载荷的主要部分,其结构的合理性直接影响操作机运动的准确性。首先根据锻造操作机运动和吊挂系统结构的特点,将其简化为二维平面结构模型,然后将锻造操作机吊挂系统结构分为提升机构、俯仰机构、缓冲机构,逐个分析了操作机吊挂系统的运动过程及影响结构设计的因素,明确了设计操作机吊挂系统结构的关键参数,并对关键参数的确定提供了设计思路。     

自由锻造操作机顺应过程分析

以自由锻造操作机的一次锻打工况作为研究对象,建立锻造操作机"锻造-机械-液压"多领域耦合动力系统模型。基于模块化建模思想,模型中锻造子系统,机械子系统和液压子系统均采用状态方程统一表达,通过定义子系统间的输入输出关系,可耦合成系统的动力学模型。利用此模型对锻造操作机一次锻打过程中的顺应过程进行描述和分析,揭示了顺应运动应分为两个阶段:2自由度主动顺应阶段和3自由度主被动顺应阶段。针对某典型作业条件,分三种不同工况:缓冲缸失效、缓冲缸背压恒定以及实际作业工况,对某型号锻造操作机的顺应过程进行仿真和分析。仿真结果验证了顺应运动一方面能够保护操作装备免受过大载荷的破坏,另一方面能够改善装备的外部载荷环境,对保证锻造操作机正常工作具有重要意义,同时为操作机的设计和性能优化提供了重要的理论依据。     

平行连杆式操作机悬挂系统刚度与阻尼参数研究

为合理设计操作机悬挂系统的缓冲装置以减小惯性冲击的影响,针对平行连杆式锻造操作机,简化了设备模型,分析了制动工况下悬挂系统各杆件的受力状态和运动规律,并利用牛顿-欧拉法综合各杆件的动力学分析,建立了悬挂系统在制动时的动力学模型,提出了缓冲装置刚度及阻尼参数确定的思路。以300kN锻造操作机为例,在MATLAB中求解操作机悬挂系统动力学微分方程,分析了缓冲刚度、阻尼对吊杆摆角、钳杆质心运动规律的影响。结果表明,利用牛顿-欧拉法建立模型确定缓冲刚度与阻尼参数的方法是可行的与合理的,从而为平行连杆式操作机悬挂系统缓冲装置的刚度与阻尼设计提供了理论依据。     

重型锻造操作机的操作性能分析

锻造操作机与压机的协调作业可以实现大型锻件的加工制造,提高锻造系统的制造能力和材料利用率,降低系统的能耗。操作机的操作性能是锻造工艺轨迹的设计基础,也是操作机主运动机构的优化目标。根据锻造操作机的操作特点,归纳操作机的主要操作性能:运动灵巧性、动态灵巧性、力承载性能和末端刚度性能,并借鉴机器人学的运动可操作性、力可操作性和动态可操作性的研究成果引入相应的评价指标。通过对锻造工艺的分析和与传统工业机器人的对比,总结操作机的两大特殊的性能要求:对力承载性能的方向性要求和末端刚度性能的方向性要求,提出有效操作力指数和刚度方向指数。应用旋量理论计算操作机的雅可比矩阵,建立其动力学模型,对两种锻造操作机的各项性能做了全面对比,为操作机的设计与优化提供参考依据。     

基于虚功原理的一种新型锻造操作机主运动机构动力学分析

提出一种新型6自由度前后双提升驱动式锻造操作机。基于复矢量法对操作机主运动机构的运动学进行全面分析。其次将液压缸的缸体和活塞杆简化为一个构件的情况下,基于虚功原理推导并建立主运动机构的动力学数学模型。分别在水平升降运动、俯仰运动以及前后缓冲运动三种运动状态下对夹钳末端进行正弦速度规划,并在给定负载情况下对动力学模型进行了仿真分析。将该简化模型与实际中将液压缸的缸体和活塞杆分为两个构件的动力学模型进行仿真对比分析,得到各驱动液压缸分别在三种运动状态下输出驱动力的误差曲线。结果表明该新型锻造操作机的主要承重构件为前提升缸。简化模型等效于实际模型,并且有效简化了动力学的建模过程。研究结果为该机构的设计和应用提供了重要的理论依据。     

航空自润滑关节轴承寿命试验机的构型

依据关节轴承摆动及磨损形式,建立了关节轴承运动特征矩阵。根据关节轴承运动形式和承载特点,引出了关节轴承寿命试验机49种理论构型;同时将现有寿命试验机归纳为4种构型,并对每种构型典型的寿命试验机进行了分析。最后根据实际工况条件,提出两种有使用价值的寿命试验机构型,并对这两种寿命试验机进行了方案设计。     

关节轴承液压系统设计

关节轴承试验机的发展伴随着关节轴承的发展有了飞快进步。以往的关节轴承试验机主要针对关节轴承的寿命进行测试,形式单一。本文通过总结分析国内外关于关节轴承的设计研究,基于结构分析角度,给出了液压加载系统的实验器设计方案,为关节轴承高低温性能实验提供了一种测试系统,能够模拟高低温环境变化,驱动轴承运动,并对轴承施加载荷,测试轴承的摩擦性能。     

基于蓄能器储能和综合调度叉车势能利用系统

随着导航控制和运动控制技术的成熟,越来越多的输送机器人用于工业生产中,大幅提升了工业生产自动化能力。输送机器人,往往以传统叉车为原型,通过智能调度和运动控制,完成生产搬运任务。但这种叉车系统,在往复提升和下放货物中,存在大量的物料势能浪费问题;而现有能量回收再利用方法,仅讨论了叉车举升系统能量回收和再利用性能,而未充分考虑单台叉车带载提升和带载下降并不是一个工作循环,导致能量回收系统应用较少。提出采用蓄能器回收叉车下放货物的势能,并通过自动调度系统协调,实现回收能量的再利用。该方法的推广,将大幅改善叉车系统能量效率,并减少电池供电叉车的充电次数,推动输送机器人绿色运行技术,推动行业技术进步。     

进动传动轮齿加工方法的探讨

进动传动是一种新型传动。具有传动比大,承载能力强,多齿啮合程度高,结构紧凑,重量轻等优点。提出一种在现有滚齿机上对进动传动齿轮进行加工的新型轮齿加工方法,建立了轮齿成型方法数学模型,对所建立的加工机构进行运动分析。为进动传动齿轮轮齿加工奠定了理论基础。     

铲运机反转六杆机构优化设计模型的建立

全面分析铲运机工作装置特点,将其分解为转斗机构和举升机构两大功能相对独立子机构,通过选取对工作装置性能影响最大的传动比为目标函数,以边界约束、性能约束、运动协调性约束、油缸稳定性约束、总体布置约束、干涉性约束等为条件,建立优化设计数学模型.     

弧形摇杆式热气机传动机构的研究

将弧形摇杆机构应用到热气机的动力传动系统中,使热气机活塞运动最大程度地接近理想状态。研究采用实体建模、力学分析、精确计算,确保能量在传递过程中最少损耗;通过实际加工制作,试验验证,充分证明该机构的可行性与实用性。该机构主动杆连接燃烧缸驱动飞轮旋转时,利用弧形摇杆机构同时连接辅助缸活塞和飞轮,充分将工质的能量转变为机械功,使得整个传动系统连续、平稳、高效。     

六自由度汽车驾驶模拟器视景仿真系统研究

搭建了汽车驾驶模拟器运动平台,对其系统组成进行了详细介绍,采用先进的视景仿真软件——OpenGVSSDK和MultiGen Creator,并结合面向对象技术设计与开发了汽车驾驶模拟器大规模真实感视景系统,动画频率能达到60帧／s。;采用六自由度运动平台为驾驶学员提供了在坡路、颠簸路面等以及车辆加减速、转向、侧滑时的运动临场感。测试结果表明,所建立的汽车驾驶模拟器系统能够满足汽车驾驶培训的要求,且具有良好的真实沉浸感。     

传动件误差的计算机仿真与分析

以齿轮为例 ,运用机械动力学分析软件ADAMS等对传动件的误差及其对运动精度的影响进行计算机仿真和分析 ,可以直观地分析传动件误差对传动装置运动的影响 ,有助于传动系统的设计 ,也为在虚拟环境中对传动装置进行误差分析 ,提供了一条途径。     

面向残障人士的汽车辅助驾驶系统

介绍了国内外面向残障人士的汽车辅助驾驶系统的发展现状和本学院研制的辅助驾驶系统.设计了4种汽车辅助驾驶系统总体方案,经过比较和优化前3种方案,提出了方案4--新型辅助驾驶系统.借助于三维软件Solid-Works对该新型系统进行三维虚拟模型的建立和相关分析,确保了汽车驾驶过程中下肢功能上肢化,刹车和油门控制一体化,并且刹车优先.为辅助驾驶系统的开发提供了一种新方法.     

欠驱动弹跳机器人最优运动姿态的驱动器配置

研究了具有一个被动关节的三关节单腿欠驱动弹跳机器人的轨迹规划问题。首先建立欠驱动机器人在着地阶段的动力学模型;然后采用数值迭代的方法,以主动关节驱动力矩最小为优化目标,得出了机器人各关节转角的运动规律;最后通过仿真得到三种驱动器配置情况下机器人的关节转角运动规律、姿态图以及驱动力矩,并对其进行了分析比较。结果表明：所提出的运动规划方法是可行的,采用髋关节和踝关节驱动是三种驱动器配置中最合理的情况。     

扬矿球铰接头的螺纹滑脱及脂密封性能分析

借鉴国内外深海采矿扬矿管接头,结合其作业环境设计了一种球铰接头,使扬矿系统不受弯矩和扭矩,相当于柔性管。采用能量损失法分析了螺纹脂密封性能,并用有限元法分析了螺纹的滑脱失效。分析结果表明,在中试系统矿浆流速下,深海采矿扬矿系统球铰接头部分螺纹机加工产生的自然通道螺纹脂有良好的密封性能。减小扬矿管系统承受的拉力,增大螺纹间的摩擦和螺纹间啮合齿数,可减小扬矿管接头滑脱的可能性,从而提高系统作业的可行性和安全性。     

无轴单张纸输纸机同步控制系统研究

多轴协调控制是运动控制系统中的重要技术,多轴运动控制系统的性能优劣取决于协调控制策略.无轴单张纸输纸机要求保证各驱动轴之间的运动保持严格的同步,解决输纸机各运动轴速度和相位的同步控制问题,也就是解决多轴运动同步问题.介绍了多轴运动控制系统中采用的一种滑模变结构控制策略,并把该策略应用于无轴单张纸输纸机.仿真试验结果表明,滑模变结构控制能够提高多轴控制系统的稳定性和自适应能力,满足系统响应速度和控制精度的要求.