JBZ500型单机泵组的研制

500型单机泵组主要用于3000m以下油井的小修作业及2000m以下大修井和侧钻水平井作业。目前市场上有多种形式的单机泵组,普遍存在易损件多、泵的持续工作能力弱、安装调节复杂、机动性差、操作控制繁琐、控制元件易损坏、不能适应沙漠环境等缺点。采用机械盘式摩擦离合器取代传统的气胎离合器,用万向轴直接驱动泥浆泵替代传统的皮带传动或链条传动,选用沙漠型柴油机等,增强了JBZ500型单机泵组的适应能力。自行设计了2挡手动变速箱,可以简便地控制泵的排量,满足复杂工况的需求。     

一种新型旋转伸缩机构的设计与分析

通过空间剪叉机构与旋转机构的运动特征分析,组合二者提出了一种新型的旋转伸缩机构,并阐述了其工作原理与驱动原理。根据空间剪叉机构的运动特点,采用坐标变换方法,分析了杆件节点的运动变换关系,建立了该旋转伸缩机构展开过程运动学模型。通过计算,可得到展开过程中结构上节点位置、速度和加速度的变化规律。研究结果为其动力学研究和机构运动控制提供了理论指导和技术支持。     

多矢量推进水下航行器6自由度非线性建模与分析

采用舵和矢量推进器联合进行航向控制的新型水下航行器,实现高、低速下不同航向控制方式的多种运动模式.根据其结构特点和运动特性,运用欧拉角法建立6自由度运动学模型,针对纵倾角θ=±90°时存在奇异点的问题,采用四元数法进行解决,保证任意姿态下的运动求解.基于牛顿第二定律和拉格朗日方法建立多矢量推进水下航行器的6自由度非线性动力学模型,两种方法所推导的动力学模型完全一致,验证模型的正确性,并为控制系统的设计奠定基础.进一步采用四阶五级龙格-库塔积分算法进行动力学方程求解,解决水下航行器耦合非线性空间运动方程运算难和显示难的问题.通过多矢量推进水下航行器空间运动性能的计算和分析,进一步验证其运动学和动力学模型的有效性,并表明低速航行时采用矢量推进器控制航向和高速航行时采用舵控制航向可以较大地提高水下航行器的机动性能.     

基于PLC的机械设备安全控制系统设计

控制机械设备稳定运行是保证作业现场安全的关键,为避免机械设备出现高故障率的情况,设计基于可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)的机械设备安全控制系统。针对PLC选型组建机架,根据现场实际控制需求选取基本模块;设计无线视频传输模块,布置视频发射机、接收机、摄像头等硬件,监控机械设备状态;连接PLC与上位机的通信,根据指令代码实现响应操作;通过机械设备变频调速,保持磁通的恒定以及机械设备在允许温升的条件下长期运行;设置机械设备安全控制程序,实现速度控制等操作,检查机械设备达到的具体位置和运行方向。经实验论证分析,在无干扰条件下,设计系统对精确定位控制的最大超调量为0.11%,吊重最大摆角为0.019 rad,调整时间均在3s以下;在干扰条件下,设计系统控制设备吊重最大摆角为0.025 rad,波动幅度较小,处于较稳定状态,具有良好的控制效果,能够保证作业的安全性。