高集成度空间机械臂模块化关节的研制

采用大中心孔设计方法成功地研制了高集成度空间机械臂模块化关节.该关节具有多种传感器,包括位置传感器、力矩传感器、温度传感器等,它的所有电气系统都集成在关节内部,包括传感系统、驱动系统、控制系统和电源系统.采用中心孔走线方式实现了关节的内部走线,避免了空间环境对导线及其传输信号的影响.针对所设计的关节进行了必要的关节性能实验,结果表明该模块化关节具有高刚度、大负载特点,其关节的位置输出能精确跟踪期望的轨迹,位置精度非常高,达到了0.01°.     

陶瓷摩擦副磨损机理的研究

从陶瓷摩擦副的应用实例出发,叙述了Al2O3陶瓷的结构和性能,分析了陶瓷材料的摩擦特性和磨损过程,在此基础上说明陶瓷材料的磨损率是很低的,在工业产品中应用陶瓷摩擦副零件是可行的。     

机械密封摩擦副温度场分析

机械密封端面摩擦副温升是引起密封失效的一个重要原因,本文通过FLUENT软件对螺旋槽非接触式机械密封与接角式机械密封的端面温度场进行模拟计算,为解决实际生产问题奠定理论基础.     

冗余度空间机械臂的动力学与优化控制

利用多体系统动力学方法导出冗余度空间机械臂的动力学方程，利用动力学优化控制规律，以最小关系速度为目标，讨论了冗余度空间机械臂追踪惯性空间期望轨迹的控制问题，通过仿真计算，表明控制规律的有效性。     

漂浮基空间机械臂抗死区与摩擦的动态面控制

针对存在关节力矩输出死区、摩擦与外部干扰的漂浮基空间机械臂系统,提出一种基于高斯模糊基的自适应动态面控制,使两关节铰能够跟踪期望运动轨迹.利用摩擦双观测器估计不可测的内部摩擦状态;设计动态面避免反演法带来的计算膨胀问题,简化计算;应用模糊逻辑函数逼近包含死区误差与外部干扰在内的动力学不确定项,并采用自适应律调整高斯基权值矩阵和LuGre摩擦参数.李雅普诺夫理论证明系统半全局最终一致有界.仿真结果为两关节铰的轨迹跟踪误差在仿真2 s之后均小于0.2°,表明控制方法有效.     

空间机械臂逆动力学问题的解析研究

本文讨论三刚体空间机械臂的逆动力学问题。利用逐次逼近法导出根据臂端设计轨迹计算机械臂控制规律的解析形式递推公式，并对航天器不受扰条件问题进行了讨论。     

考虑关节摩擦的机械臂系统变结构自适应控制

针对机械臂关节非线性摩擦因素影响,结合滑模变结构控制方法,提出一种考虑关节摩擦作用的机器臂系统变结构自适应控制方法。通过定义Lyapunov函数,获得了参数自适应律。在回归矩阵计算中,利用期望轨迹及速度替代关节实际轨迹及速度,有效节约了回归矩阵计算时间。仿真结果表明,该方法对系统不确定性和非线性关节摩擦等干扰具有很好的鲁棒性。     

制动器摩擦表面温度测量方法的研究

为了研究汽车在制动过程中产生的大量热能而使制动器温度急剧上升对其制动性能的影响,在对制动器摩擦热的产生进行理论分析的基础上,设计了制动器试验台及其温度测量装置。采用以应变片测量技术为基础的集流环测量方式,对制动器温度测量的方法进行研究,并对测量结果进行分析,为将来进一步研究制动器的温度测量问题提供有效的帮助。     

空间机械臂稳定绳系卫星回收的研究

要讨论“载体－机械臂－变长绳索－子星”链结构多体系统,首先采用Ｒ／Ｗ方法导出载体、机械臂系统动力学方程,针对绳系卫星回收过程中出现的动力学不稳定现象,运用空间机械臂的辅助动作对绳系卫星进行了镇定。提出了的方案可确保动力系统具有渐近稳定性。文中附有回收过程数值模拟结果。     

空间机构摩擦副表面冷焊特性数值分析

以新发展的变分法和非线性优化方法求解能量泛函,分析微凸体峰元相互接触下的冷焊发展历程,研究空间机构摩擦副摩擦力下的冷焊问题,并对计算结果进行了讨论.结果表明:随着摩擦副相对静止时间的增加,基体最大应力也迅速增加,摩擦副的冷焊特性对空间机构的工作有重大影响.     

铸铁刹车盘/毂材料摩擦磨损特性研究

在自制的干摩擦磨损试验机上,研究了３种不同石墨形态铸铁与半金属摩擦材料配副的摩擦磨损性能。结果表明：蠕墨铸铁的摩擦系数高于球铁,在高速、高接触压力条件下,与灰铁相当;其磨损率接近球铁,约为灰铁磨损率的二分之一。     

汽车制动器摩擦颤振综述

制动器摩擦颤振是由制动器的自激振动引起的低频结构振动和空气传播噪声现象,具有明显的间歇性和冲击性特征.论文从试验研究与分析、发生机理与理论、建模与仿真分析等方面进行文献综述,建议从底盘角和制动器两个层次的多维多尺度空间运动切入,深入研究制动器摩擦颤振的发生机理及其控制方法.     

摩擦配副和摩擦参数对TC29钛合金摩擦磨损性能的影响

钛合金是航空航天、军工、生物等领域重要使用材料之一,但其摩擦磨损性能较差,限制了其在摩擦工况下的应用。对比测试了TC29钛合金在不同摩擦配副和摩擦参数下的摩擦磨损性能。研究结果表明：与GCr15钢对磨时,TC29钛合金的摩擦磨损程度明显高于其与TC29钛合金对磨时的摩擦磨损程度;与GCr15钢对磨时,TC29钛合金的主要磨损机制为磨粒磨损和剥层磨损,与TC29钛合金对磨时,其主要磨损机制为黏着磨损;载荷和对磨转速的增加均会加剧TC29钛合金的摩擦磨损,但具体摩擦磨损的程度受摩擦配副情况及相应的磨损机制的影响。     

摩擦副本体温度的计算模型

本文建立了一个传热系统模型,它只考虑摩擦副接触区的几何形状,表层材料的物理参数和表面上的润滑油的物理参数。通过系统分析和能量方程导出稳定导热方程的定解问题,考虑摩擦副表面和侧面上的润滑油的强迫流动及其对流换热,给出了一个相对简单的摩擦副本体温升的理论解。结果表明,低速情况下,摩擦副接触长度显著影响其本体温升,接触长度愈长,本体温升愈高;高速情况下,接触长度对本体温升影响不大;通过侧面对流换热冷却能有效地降低摩擦表面的本体温升。     

面向热机耦合特性分析的制动器摩擦特性模型

以通风盘式制动器为对象,建立制动器热-机耦合有限元模型,并建立实测摩擦系数、最大恒定摩擦系数、最小恒定摩擦系数和等效恒定摩擦系数4种摩擦特性模型,进行紧急制动工况下制动器热-机耦合特性的仿真分析.通过对比分析4种摩擦特性模型条件下的制动盘瞬态温度场、应力场以及热变形情况,探讨了面向制动器热-机耦合特性分析的制动副摩擦系数特性的模型建立方法.     

Task Space Division and Trajectory Planning for a Flexible Macro-Micro Manipulator System

This paper deals with a flexible macro-micro manipulator system, which includes a long flexible manipulator and a relatively short rigid manipulator attached to the tip of the macro manipulator. A flexible macro manipulator possesses the advantages of wide operating range, high speed, and low energy consumption, but the disadvantage of a low tracking precision. The macro-micro manipulator system improves tracking performance by compensating for the endpoint tracking error while maintaining the advantages of the flexible macro manipulator. A trajectory planning scheme was built utilizing the task space division method. The division point is chosen to optimize the error compensation and energy consumption for the whole system. Then movements of the macro-micro manipulator can be determined using separate inverse kinematic models. Simulation results for a planar 4-DOF macro-micro manipulator system are presented to show the effectiveness of the control system.