伸缩翼变形机构设计与实验研究

针对智能可变体飞行器中伸缩翼变形机构设计难题,提出了基于菱形结构的伸缩翼变形机构设计思路及其方案,并分析了变形机构的受力特点,进行了构件尺寸和形状优化。通过实验样机测试,验证了机构的稳定性与可靠性。实验结果表明,基于菱形结构的伸缩翼变形机构能够实现翼展伸长率高达75%的大尺度外翼伸缩变形;而恒力弹簧的应用则进一步将两侧外翼伸缩的同步误差减小约50%,从而使外翼伸缩过程中的同步性能满足设计要求。     

基于波浪能获取的多关节仿生机器鱼能源自给系统

为解决仿生机器鱼水下长期服役的能源瓶颈问题,提出利用波浪能摆动关节来发电的多关节仿生机器 鱼能源自给系统．根据随机波浪理论分析了海浪的频谱特性和获能潜力,设计了利用关节摆动发电的能源获取系 统,并建立该系统的机电模型．最后,通过仿真模拟和单关节摆动发电试验验证了该方法的可行性,为仿生机器鱼 水下长期服役的能源自给系统设计提供了参考．     

配网带电作业机器人安全遥操作的辅助控制策略

针对配网带电作业遥操作中遥操作人员的不正确操作以及作业空间复杂所导致的潜在安全问题,提出了建立交互式虚拟夹具辅助遥操作的控制策略。该策略在机械臂末端增加了多维力传感器,使得遥操作人员在操作时能获得机械臂和环境接触时的力感觉,便于进行轴孔装配类作业。同时,采用双目立体相机扫描作业场景构成环境三维模型,生成引导机械臂运动的虚拟夹具来产生相应约束力辅助约束/引导遥操作人员完成精细化的作业任务。     

基于有限段方法的SMA扭转驱动器柔性机构动力分析

柔性机构的动力学分析是柔性机构学研究的重要课题,柔性部件的变形对系统的安全性和可靠性有直接的影响。针对SMA柔性扭转驱动器的梁式柔性构件的特点,应用有限段的方法建立了其离散分析模型。充分利用ADAMS软件在多体系统动力学分析上的优势,应用ADAMS宏命令建立了SMA柔性扭转驱动器的有限段离散模型,将柔性机构的动力学问题转化为多刚体动力学问题,从而实现对柔性机构动态特性的分析。     

SMA人工肌肉模块的热力学分析及力位特性研究

设计了一种SMA人工肌肉直线驱动模块,其具有能量密度高、带载能力强、无声操作、力位输出可控且具备自感知能力等一系列与肌肉极为相似的特性。依据电热驱动原理,通过COMSOL Multiphysics热力学仿真,分析了人工肌肉模块工作过程中的热传递情况及热积累现象。对人工肌肉模块进行了力位输出特性的探究,根据人工肌肉模块的组成特点,提出了一种力位混合控制策略。并将人工肌肉模块与该控制策略应用到单自由度的仿生脚踝中,验证了人工肌肉的驱动性能及力位混合控制策略实现力位分阶可控输出的可行性。     

具有柔性抓手的四旋翼飞行器设计与实现

为了实现四旋翼飞行器与外界环境的交互,设计了一种具有柔性抓手的四旋翼飞行器系统,该系统主要由四旋翼飞行器和柔性抓手组成。首先对四旋翼飞行器的原理进行了阐述,然后对其进行了建模和姿态解算,并且采用串级PID算法实现了四旋翼飞行器稳定飞行; 其次,对柔性抓手的设计与制造过程进行了介绍,并且对柔性抓手进行了抓取测试; 最后,在室外环境对系统进行了测试。测试结果表明,设计的四旋翼飞行器及柔性抓手性能稳定可靠,两者结合可以实现空中的抓取和投放。     

形状记忆合金丝的性能测试与控制系统研究

描述了SMA的一些典型特性及采用的SMA本构模型;对SMA测试方案、SMA测试平台的机械与控制系统进行了详细的分析;最后给出了SMA数据采集与控制系统的总体方案。与传统SMA测试仪相比,该平台具有成本低,结构简单,精度高,可控制等优点。该测试与控制平台为更好地监测和控制SMA的驱动行为、设计SMA驱动元件提供重要参考依据。