柔性蠕动管道机器人的力学特性分析

为提高对管道复杂环境的适应性,实现机器人平稳、可靠行走,对柔性蠕动管道机器人进行了结构优化设计和力学特性分析.该机器人由前机体、导向头、后机体、柔性弹簧轴和行走轮组成,在管道中可实现蠕动行走,并能在一定范围内自主适应管道内径和形状的变化.通过机器人运动特性分析,对机器人在管道内行走时的支撑力、行走牵引力及通过弯管时的受力进行了分析,并分别建立了数学模型.根据机器人驱动力和阻力的分析结果,推导了机器人蠕动行走的条件.搭建了实验测试平台,对机器人进行实验的结果证明了设计和分析的有效性.     

基于双绕组无刷电机的冗余控制系统设计

文章以双绕组无刷电机为研究对象,对其特点进行了分析,并建立这种结构形式电机的数学模型。采用两套独立的DSP控制器,对双绕组无刷电机控制系统进行设计,给出了控制系统仲裁器的硬件设计方案以及系统输出同步性控制方法,并分析了系统的可靠性。文章最后对所设计的控制系统进行了实验测试,结果表明系统的工作方式撤换灵活,具有较高的可靠性和良好的工作性能。     

HDPE在挤出温度条件下流变行为的研究

利用毛细管流变仪研究了不同温度条件下HDPE的流变行为。测定了不同温度条件下HDPE的流变特性并绘制了流变曲线。流变曲线的分析表明，HDPE的流变行为受温度的影响很大，同时由于该材料本身的特性，在挤出加工温度条件下，其流变曲线存在第一及第二光滑区。随剪切速率增加，表观粘度下降。     

基准圆光栅偏心检测及测角误差补偿

为了修正关节测试平台中由圆光栅安装偏心所产生的测量误差,建立了圆光栅偏心测角误差补偿模型并对安装偏心检测方法进行研究。首先,根据圆光栅测角与偏心参数间的几何关系,推导出圆光栅测量误差补偿模型。然后,描述了采用双读数头对比接收正弦信号间相位差,检测偏心参数的方法和原理;通过合成信号的李萨茹图形,检测出关节测试平台内圆光栅的偏心距及偏心方向。最后,根据所推导的偏心测角误差补偿公式对测试系统进行修正。对比实验结果表明:修正后的圆光栅测角精度大幅提高,测量精度提高了近5倍,满足关节测试平台的测量精度要求。     

自动换刀装置动态特性测试技术研究及实现

为了研究数控机床自动换刀装置的换刀能力和动态特性,针对目前这方面实验测试技术和手段不足的问题,研制出了基于虚拟仪器的动态特性测试系统。根据换刀装置的具体结构和动作特点,提出了在静载和动载条件下测量机械手的夹持能力及在线测量机械手定位误差和刀具碰撞特性的方法,并设计了传感器安装结构。利用Labview可视化特点对各个模块进行界面设计,为了提高测试效率在后台运用Matlab软件进行数据处理计算和特征提取分析。系统除了能够进行采集和分析数据之外,还具备了基于神经网络的换刀装置综合性能评估的功能,以供检测人员参考。现场测试结果为研究机床换刀装置的换刀能力和动态特性提供了必要的实验数据支持。     

一种具有爬坡能力的球形机器人运动分析

针对目前球形机器人爬坡能力不强的问题,设计了一种新型机构,在球形机器人的长轴方向上与本体固连两个可伸出和展开的手臂机构.遇陡坡时,手臂伸出后支撑在路面上,球形机器人将不再依靠重摆的驱动,而是通过电机直接驱动球壳.深入分析对比了手臂伸出前后的爬坡能力,并建立了爬坡时直线运动的动力学模型,对手臂伸出后的球形机器人进行了路径规划.最后通过仿真和试验验证了力学模型的准确性.