新型变刚度电液串联弹性机械臂振动控制仿真研究

为了抑制变刚度电液串联弹性机械臂振动幅度,设计反演自适应模糊滑模控制器,并对机械臂输出效果进行仿真。创建新型变刚度电液串联弹性机械臂,给出阀内流体流动分布的非线性控制方程式。针对传统滑模控制器进行改进,将输入整形技术与模糊逻辑系统相结合,设计反演自适应模糊滑模控制器。引用李雅普诺夫函数对控制器的稳定性进行证明,保证系统的状态变量到达并保持在滑动面上。采用MATLAB软件对机械臂角位移、角速度和转矩变化进行仿真,与滑模控制器输出结果进行对比。结果显示：在无干扰环境中,采用滑模控制器和反演自适应模糊滑模控制器,机械臂运动轨迹与期望轨迹的误差较小,振动幅度较小;在有波形干扰环境中,反演自适应模糊滑模控制器控制效果明显优于滑模控制器,机械臂运动轨迹与期望轨迹的误差较小,振动幅度较小,自适应调节时间较短,无超调量发生。采用反演自适应模糊滑模控制器,能够抑制变刚度电液串联弹性机械臂振动幅度,减小其输出误差。     

基于导纳的机械臂实时柔顺轨迹规划

针对传统机械臂的离线式笛卡尔空间轨迹规划无法解决与环境发生接触的情况,提出了一种基于导纳的机械臂实时柔顺轨迹规划方法。将机械臂笛卡尔空间轨迹规划分为了位置规划与姿态轨迹,并通过时间标度参数s(t)将二者归一化,其中以最为常见的直线运动和圆弧运动为例进行了轨迹规划说明;构建导纳控制器,并将末端六维力传感器获取到的信息代入控制器中,计算出末端位姿的调整量;在轨迹规划的基础上引入导纳控制,解决了轨迹规划无法实时感知外界环境作用力的问题;最后,搭建了机械臂实物验证实验,进行了直线运动和和圆弧运动实验。实验表明,基于导纳的实时柔顺轨迹规划方法既可以实现机械臂轨迹高精度运动,也可以主动顺从外界环境接触力,提高了系统的稳定性和安全性。     

基于关节优先级的冗余机械臂柔顺控制方法

针对冗余机械臂柔顺控制过程中某些关节运动可能超出安全范围导致安全事故的问题,提出一种基于关节优先级的冗余机械臂柔顺控制方法。此方法通过雅可比矩阵的加权广义逆矩阵与阻抗控制中机械臂的末端速度相结合,计算出关节角度增量,并对关节角度进行迭代更新。在机械臂运动过程中,为减小超限关节的角度增量,将相应关节设置较小的关节优先级,将超限关节角度变化保持在安全范围内。最后使用一种八自由度的冗余机械臂进行柔顺控制实验验证。结果表明：将相应关节设置较小优先级后,该关节角度增量减小,证明了该柔顺控制方法的可行性和有效性。     

工业机械臂动力学模型简化分析与仿真

针对工业机械臂进行动力学分析的常用方法是利用Lagrange方程进行动力学建模后再实行仿真计算。利用Pieper准则,将五自由度工业机械臂动力学方程展开式简化,即将腕部与手抓部的关节视为外部干扰,只针对前三关节进行动力学分析;提出一种针对简化后的模型利用开源引擎ODE完成机械臂动力学计算;在建立的机械臂三维仿真平台上利用ODE进行仿真的方法。仿真结果表明:该仿真方法不仅可实现机械臂的实时控制,还能得到机械臂动力学参数曲线图。为解决机械臂动力学仿真中效率低和实时性差的问题提供了理论依据。     

串联机械臂的设计与仿真

提出了一种新的服务机械臂构型设计方法,该方法研究了人的手臂运动形式,并进行了仿形。建立了数学模型,运用牛顿-欧拉方法进行了动力学分析,从而选择了电机和减速器;利用UG三维造型技术对机械臂进行具体设计,包括利用UG设计机械臂机构、优化机械臂结构等;利用ADAMS和ANSYS进行了仿真分析。结果表明:所设计的机械臂保证了轻量化的同时能够满足强度和刚度的要求。     

基于SimMechanics的六自由度机械臂仿真研究

运动学和动力学分析对机械臂的研究具有很重要的作用。以往对机械臂的研究方法均需要建立复杂的数学模型和程序,而Sim Mechanics具有简单、快捷获取动态系统的模型的功能,并且系统建模方便直观,仿真功能强大,可以在模型中通过改变结构,优化系统参数,在仿真环境中分析结果。利用Sim Mechanics的上述优点,以工业六自由度机械臂ER10为研究对象,将SolidWorks建立好的机械臂ER10模型导入到MATLAB/SimMechanics仿真平台中,生成对应的仿真模型,并且在运动仿真平台中,通过在机械臂模型添加末端位姿信号和各个关节信号(角度函数,力矩值),全面地对机械臂进行运动学和动力学分析。     

基于ADAMS的重载液压机械臂动力学建模与仿真

针对七自由度重载液压机械臂,建立精确、高效的重载液压机械臂系统逆动力学模型。利用牛顿-欧拉递推法、Spong柔性关节模型和Stribeck摩擦模型建立机械臂动力学模型;利用Creo完成机械臂三维模型搭建并导入ADAMS分析计算。与试验结果对比,确定系数均大于0.6,与无摩擦纯刚体模型计算结果相比有明显提升,验证了建模方法的准确性。     

重箱转载机械臂的运动学建模与仿真

以QY-7t型重箱转载机械臂为研究对象,绘制了其三维结构图,阐释了各关节的运动特点,基于标准的D-H参数建模法确定了各关节坐标系及参数表,建立了机械臂的正运动学数学模型及仿真模型,并对模型进行了数值验证。在此基础上,应用MATLAB/Robotics工具箱进行了运动学仿真,结果表明:该机械臂结构参数设计的合理性,各关节在运动过程中并无冲击、骤变等现象。     

六自由度串联机械臂运动学及其工作空间研究

根据实际生产需要设计和建立了一种用于焊接车间上下料的六自由度串联机械臂及专用末端执行器模型,针对机械臂的正运动学以及其末端执行器的可达空间进行了研究.基于D-H法对机械臂运动学数学模型进行建立并求得其正运动学方程.提出在Matlab环境下利用Robotics tool-box10.2通过代入各个关节随机参数的方法与机械...     

基于改进麻雀搜索算法的机械臂路径规划

针对串联机械臂在三维空间的无碰运动规划问题,提出一种基于改进麻雀搜索的无碰运动规划方法,对比蚁群算法在此问题的应用,改进算法效果出色。首先,利用包围盒法建立机械臂与障碍物模型,使机械臂与障碍物的碰撞检测抽象为空间内判断直线与平面的相交问题;其次,把无碰运动规划问题转化为函数优化问题,利用新颖的麻雀搜索算法,融合柯西变异与反向学习机制对其控制参数改进;最后,构建三维环境模型在MATLAB中仿真验证算法的可行性。结果表明,所提算法可使机械臂在三维空间中避碰预设的障碍物且基于多项式插值法规划的轨迹连续平滑,满足各关节角度与速度的光滑连续。     

基于视觉诱发电位脑机接口的四自由度机械手控制系统设计

脑机接口是近十年发展起来的一种新颖人机接口方式.设计了基于视觉诱发电位脑机接口四自由度机械手控制系统,该系统实现了脑电信号在线处理,通过贝叶斯分类器提取9个控制指令,完成对机械手4个自由度的实时控制.实验结果表明:该脑机接口控制系统平均传输速率为20.3 b/min,平均识别准确率达到95%.该系统的实现为延伸和提高人类对机器人的行为控制能力提供了一种新的方法.     

基于AMESim的电动静液作动器的仿真分析

阐述了一种用于飞机主飞行控制的电动静液作动器(EHA)的系统组成和工作原理,并基于AMESim高级建模和仿真平台对其进行了建模和仿真分析.采用AMESim对机电液控混合系统进行仿真具有明显的优势,仿真结果表明,所设计的EHA动态性能良好,达到了预定的性能指标,能够满足现代飞机对作动系统的要求,在飞控系统中具有很好的应用前景.     

全数字液压驱动单元设计与仿真

为满足节能和集成应用的需要,介绍一种全数字驱动的集成液压执行单元的工作原理,提出一种基于蓄能器的流量平衡策略对单出杆液压缸的流量进行匹配,并采用变频定量液压泵作为动力源,以高速开关阀作为调节装置,以全数字方式对执行机构的位移和力等参数进行控制。建立全数字液压驱动单元的AMESIM仿真模型。仿真结果表明所设计的驱动单元的性能满足要求。     

内循环数字液压缸的仿真研究

介绍了一种完全一体化设计的内循环数字液压系统,通过对该系统工作原理的分析,建立了系统的数学模型,并结合Matlab编程,利用Simulink工具构建仿真模型,具体分析了该系统的可行性,提出了一种全新的数字液压缸的设计方法.     

基于模糊故障树的电液舵机可靠性分析

针对电液舵机故障特征和原因的模糊性,将模糊集引入其故障树分析当中.建立了电液舵机的模糊故障树,应用模糊运算法则对其进行了分析计算.分析结果表明,该方法可以较好地解决舵机故障树分析中部分事件故障判据及数据的模糊性问题,为电液舵机的设计、故障诊断和维修提供了有价值的参考.     

汽车转向摇臂铸造工艺计算机数值模拟

应用Magma软件对三种不同结构转向摇臂的不同工艺方案进行凝固模拟，根据凝固模拟结果显示的缺陷及内部缩松情况，提出改进工艺方案并对其进行凝固模拟，选择最佳方案应用于生产。     

汽车转向摇臂铸造工艺计算机数值模拟

应用Magma软件对三种不同结构转向摇臂的不同工艺方案进行凝固模拟,根据凝固模拟结果显示的缺陷及内部缩松情况,提出改进工艺方案并对其进行凝固模拟,选择最佳方案应用于生产。     

基于无凸轮发动机的液压执行机构复合控制研究

针对发动机凸轮驱动式液压可变气门控制跟踪误差较大问题,设计了无凸轮发动机液压执行机构,并采用了复合控制系统.建立了混合执行器数学模型,分析了气门阀液压驱动工作原理.给出了压电致动器等效电路图和数学表达式,推导出气门阀液压驱动运动方程式.结合前馈控制和反馈控制的各自优点,设计了复合控制系统.采用MATLAB软件对发动机气...     

20CrMo抽油杆串联感应加热调质后的组织与性能

研究了２０ＣｒＭｏ钢Ｄ级重载抽油杆串联感应加热快速调质过程中淬，回火感应器参数的确定及加热功率，温度，进给速度对能耗和调质后组织与性能的影响规律；分析了快速调质工艺的高温回火机制。结果表明：串联感应加热快速调质能明显提高抽油杆的强韧性和拉伸疲劳力，显著地提高生产效率大量节约能源。     

ZKL15型装载机动臂框架的疲劳寿命分析

根据名义应力法的基本原理、影响装载机动臂框架的因素和ZLK15型装载机动臂框架危险部位的实测应力谱,选择有限寿命设计法对装载机的动臂框架的疲劳寿命进行了计算.对计算结果与厂家提供的数据进行了对比,证明了所选方法是适合的.而对部分只使用5个月左右就发生破坏的机器,用断裂力学方法估算机器内存在了隐含裂纹,对该种装载机的设计和制造提供了理论基础并提出了一些合理的建议.