大型喷杆运动模拟器设计与田间工况复现试验

针对喷雾机田间作业工况开展了喷杆运动模拟平台Stewart并联机构的设计,确定了平台的性能指标(最大负载、幅值、频率)和机构运动学参数(铰关节位置、驱动腿行程、工作空间等),通过MATLAB和ADAMS建模与运动仿真,验证机构设计参数的合理性,并设计了6个伺服电动缸的分布式控制系统及上位机软件,搭建了六自由度喷杆运动模拟平台.通过正弦轨迹跟踪试验和扫频测试数据可知,模拟平台可以实现10.0 Hz以下时域波形的复现,并准确获取了28 m喷杆摆式悬架的频响特性.同时,使用基于双GPS辅助惯性姿态测量系统,采集喷雾机在农田作业时运动姿态数据,通过五点三次平滑预处理和低通滤波处理,在六自由度运动模拟器上进行了10.0 Hz以下田间运动时域全波形复现,动平台滚转角均方根误差为0.297 0°,垂向位移均方根误差为15.7 mm.     

血管主从介入手术导管机器人三维模糊控制

在微创血管介入手术中,当从端导管机器人输送导管时,导管易受到患者心跳、呼吸等不确定因素的影响.为了能抑制这些因素对输送导管造成的影响,实现导管机器人系统从手端精确快速地跟踪主手端的控制指令,建立了导管远端弯曲段的运动学模型,设计了基于三维模糊控制器的导管机器人系统.三维模糊控制器是在二维模糊控制器的基础上引入了导管位置误差变化的速率的作用,能进一步提高系统响应速度、降低超调、抑制干扰.仿真结果表明,此控制方案使导管机器人系统具有快速的跟踪性能和较强的鲁棒性能,进而提高了系统的控制精度.     

基于ADAMS的下肢康复训练坐姿调节的仿真分析

文章针对下肢功能障碍康复机器人的水平滑块调节机构,建立其基于四杆机构的人-机模型;通过解析法得出调节滑块水平距离在已知关节运动规律下的运动方程;运用静力学和动力学原理对模型中的曲柄部分进行了状态分析,并通过ADAMS进行运动学和动力学的仿真,得到调节水平距离对人体下肢关节变化、足底受力和电机转矩的影响。该文验证了所设计机构的合理性,并给出了康复训练指导建议。     

基于运动学模型的移动机器人编队动态变结构控制

针对存在不确定因素影响下的非完整移动机器人的编队问题.本文提出了一种基于运动学模型的编队动态变结构控制方法,即在常规切换面设计的基础上,通过微分环节设计动态切换面,将变结构控制的不连续项转移到所设计控制器的一阶导数中去,进而得到连续的编队控制输入信号.分别对直线轨迹编队和圆形轨迹编队进行了仿真验证,结果表明,所提控制方法不仅具有良好的动态性能及很强的鲁棒性,且可有效抑制系统的抖振,有利于控制器的实际应用.     

双圆弧谐波齿廓设计方法

针对双圆弧齿廓参数表征量多、圆弧尺度与设计参数关联度低的不足，提出一种根据柔轮齿与刚轮齿的相对运动特征设计双圆弧谐波齿廓的方法．首先，根据工况参数与柔轮中线变形曲线函数特征，分别在固定刚轮与固定柔轮两种形式下分析柔轮齿廓公切点的运动轨迹，提取其最大切向位移量作为齿顶圆弧的参数特征，并建立齿顶齿廓连续共轭条件及设计公切点倾角；在此基础上，根据给定的齿厚比与分度圆，分析切向位移量系数与公切线倾角对共轭啮合区间的影响，并结合连续共轭条件遴选合理的齿廓重要参数．其次，结合算例分析了传动比分别为80和100时柔轮齿与刚轮齿的啮合状态及性能，结果显示共轭齿廓能够实现连续啮合且不存在干涉．最后，结合有限元仿真校验齿廓啮合特性，结果表明：共轭存在角度为68.31°、单侧共轭齿对数为37对、啮合侧隙最大值小于10μm，有限元仿真与数值算例分析结果基本吻合，验证了本文设计方法的有效性．     

三轴可调倾角非球面加工夹具运动学分析

三轴可调倾角非球面加工夹具可以消除楔形非球面加工中由于二次装夹而造成的误差且提高加工效率.为了精确控制工作台面倾角及位姿,根据机器人学中三自由度机械手臂的分析理论,建立夹具的D-H坐标系,进行正向、反向运动学分析,求解其雅可比矩阵,给出了工作台面与各运动构件之间位置、姿态、速度的关系,并运用ADAMS分析验证相关理论分析结果,为夹具控制软件的设计提供依据.     

功率分流式行星传动运动学和静力学矩阵分析方法研究

为了快速地进行功率分流式行星传动的运动学和静力分析,文章从行星传动的基本运动学公式出发,提出了一种基于功能单元分解法计算功率分流式传动系统运动学和静力学参数的方法;推导了考虑效率前后的系统的角速度方程和转矩方程,运用该方法可以同时计算出系统中各运动构件的角速度、传递扭矩、齿轮切向啮合力和行星架上承受的行星轮轴承反力及系...     

GPS技术在测量汽车参数l的应用

汽车的稳定性与其运动学参数(如速度,加速度及转弯半径)及汽车在垂直于路面方向上的位移(称为高度参数)、路面坡度角密切相关,采用传感器测量法很难实时监测汽车的这些参数.本文利用差分全球定位系统(DGPS)Trimble AG114实时地测量了汽车的行驶轨迹、经、纬度、高度参数以及路面坡度角,研究了汽车在垂直于路面方向上的...     

蠕动转向关节动力学建模与分析

为确立拱泥机器人蠕动转向关节的运动关系,提出了可实现直行和转向运动的3自由度并联机构动力学模型.基于对3-UPS并联机构运动特性的分析吗,首先建立了3-UPS运动学模型,得出3-UPS并联机构动平台和各支链的速度以及加速度关系式.基于Lagrange方程建立3-UPS并联机构的动力学模型,确立了系统的驱动力、驱动力矩以及各个支链主动杆的驱动力.利用Matlab软件对其动力学模型进行仿真分析,得到的驱动力和驱动力矩变化曲线为拱泥机器人控制系统设计提供了技术支撑.也为少自由度并联机构动力学分析提供参考.