具有双负压吸盘的爬壁机器人吸附特性

介绍了一种双负压吸盘式爬壁机器人吸附机构，分析了机器人可靠吸附于垂直壁面的基本吸附力条件．基于流体网络理论建立了吸盘模型并得到吸盘在风机突然启动、机器人遇障碍以及风机突然关闭三种情况下的等效电路．通过对等效电路的分析得到吸盘内负压动态响应曲线与流阻、流容的影响，进而得到了吸盘机构参数对吸盘腔内负压的影响关系．最后通过试验和仿真进行了验证．     

玻璃幕墙清洗机器人壁面适应能力分析

针对一种负压吸盘式玻璃幕墙清洗机器人的壁面适应能力进行了分析.根据机器人在壁面上实现吸附、移动作业的工作原理,得到了吸盘吸附力的临界条件.基于流体力学理论,通过实验方法绘制了电风机吸盘系统的工作特性曲线.建立了吸盘系统流体模型,得到了吸盘内负压受外部扰动时的等效电路,并根据负压动态响应分析了吸盘结构参数对其吸附特性的影响关系.建立了控制系统模型,并设计了负压闭环控制系统.现场试验结果表明,机器人能稳定工作,壁面适应能力较好.     

差动式形状记忆合金驱动器驱动的仿生吸盘

为促进爬壁机器人负压吸附机构的微型化和小型化,根据生物负压吸附器官的结构特点,设计了一种形状记忆合金(SMA)驱动器驱动的仿生吸盘.由于SMA响应速度慢,为加快负压响应,仿生吸盘采用差动式SMA弹簧驱动器驱动,并引入电阻反馈监测SMA相变程度,设计了一种变结构控制器控制SMA加热电流.仿真和实验结果表明:该吸盘产生负压较快,并具有一定的吸附能力,能够作为微型和小型爬壁机器人的吸附机构.     

一种壁面牵引移动式玻璃幕墙清洗机器人

提出了一种新颖的平面玻璃幕墙清洗机器人结构设计原则,据此设计了2个自身无行走机构并依靠壁面牵引移动的清洗机器人系统.机器人吸附在壁面上,在楼顶卷扬机的牵引作用下依靠自身重力沿壁面下滑,同时完成清洗作业,并通过双负压吸盘的交替吸附跨越突起的水平窗框障碍.为提高机器人的工作能力,进行了作业安全分析,并研究了吸盘吸附力的调整控制方法.现场试验表明机器人能有效完成幕墙清洗任务,具有机构简单、效率高、成本低、清洗效果好的特点.     

结构与风机流量对负压通道流动特征的影响

为同步包装机的物料交接和吸附工序，提出一种含多个负压吸盘的主墙板与副墙板联合通道. 基于计算流体动力学技术，建立负压通道流场模型. 结合RNG k-ε湍流模型与增强壁面处理，探讨通道结构参数与风机流量对流场压力与速度分布的影响. 结果表明，渐扩管、导流构件与负压风机位置对空气流动影响较大. 渐扩管处的旋流效应会加剧压力损失，负压吸盘附近的导流构件能够降低气流紊乱度，风机布置在通道中心时将显著提高气流平均速度. 基于层次分析法，建立流动特征综合性能量化模型. 当风机流速为13 m/s时，改进结构中主墙板与副墙板的流动性能分别提高53%与21%. 风机流速增加到18 m/s时，风机的影响效果高于结构的影响.     

自动插片机的转运治具

一种自动插片机的转运治具,包括治具主体,其端面设置有负压吸盘,负压吸盘连通真空发生装置,所述治具主体相对于负压吸盘的另一端连接有活塞驱动机构;通过活塞驱动机构驱动治具主体向待转运工件移动,治具主体的负压吸盘抵压接触工件表面后,连通负压吸盘的真空发生装置启动,抽出负压吸盘内的空气,从而使工件因气压差而被负压吸盘吸附,以便转运,待输送至下一工位时,解除负压吸盘内的真空状态,则工件解除被吸附的状态,即可自负压吸盘脱离;转运工程中除抵触工件表面外,治具并无其他力作用于工件,转运过程中不会扰动工件姿态,提高了自动插片机工作可靠性,提高加工良品率。     

间隙式单吸盘爬壁机器人动力特性分析

研究了带有新型吸盘结构的具有间隙式负压吸附方式特点的爬壁机器人的动力学问题。采用间隙吸附方式的爬壁机器人,其运动性能(可操作性、驱动性能等)主要由轮式移动结构决定,因此对爬壁机器人运动结构进行动力学分析是合理和必要的。基于拉格朗日乘子方程建立了机器人的动力学模型。利用Matlab/Simulink的动力学仿真,分析了吸盘吸附力和机器人方位角变化对爬壁机器人运动特性的影响,为改善和提高机器人的运动性能并为其结构优化设计与运动控制提供了理论研究基础。     

基于鲫鱼吸附原理的仿生吸盘设计与性能分析

针对现有仿生吸盘主要应用于干燥环境的现状,对鮣鱼吸盘吸附机理进行探究,运用仿生学原理和负压吸附原理,设计出一种椭圆状外形的仿生吸盘,并分别从吸附能力、摩擦抗阻能力和抗倾覆力矩能力三方面阐述各影响因素对吸盘吸附性能的影响。最后建立有限元仿真模型,利用ANSYS软件对仿生吸盘实体模型进行有限元分析,分析结果表明对鮣鱼吸盘的吸附性能起主要影响作用的是吸盘密封边的密封效果,而该密封效果与材料特性和接触面所受压应力直接相关。     

爬壁机器人

爬壁机器人采用真空吸附形式吸附壁面,吸盘贴近壁面时受挤压力作用排出空气实现真空吸附。脱离时空气单向阀打开与大气相通吸附力消失脱离壁面。在爬行方式上．该机器人使用2组8个吸盘,8吸盘结构能够保证整个机器人自身稳定性,2组吸盘在曲柄连杆机构带动下交替运动．克服了其他机器人爬行速度慢的缺点,同时具备更好的越障性。     

机器人负压系统改造

为了降低卷烟码垛机器人的故障率,并减少设备维护量和降低备件成本,对烟箱吸取装置改造,包括负压管路和吸盘,还包括负压电磁阀,所述负压管路与所述负压电磁阀的输出口相接,所述负压电磁阀的输入口与所述吸盘通过管路相接,所述负压电磁阀的排气口与大气相通。将负压直接接入负压电磁阀来实现对烟箱的吸取和放置,利用负压电磁阀直接控制吸盘的负压,相比于原有的烟箱吸取机构中的真空发生器,负压电磁阀内部的气路结构更为简单,通路较大,不易积尘,气路更为畅通,可靠性也更高。     

负载敏感泵流量控制精度及变量机构节流损耗特性

为了提升负载敏感泵控系统流量控制特性,建立了负载敏感泵控系统动态数学模型及动态仿真模型,并对模型的正确性开展了台架试验验证.以动态模型为依据,着重分析了变量机构关键配合参数对负载敏感泵控系统流量控制精度及变量机构能耗特性的影响规律.研究发现,适当的负载敏感阀及压力切断阀径向配合间隙和负载敏感阀口负遮盖量,不仅有利于提高负载敏感泵控系统的流量控制精度,而且能将变量机构节流损耗控制在较低水平.过大的间隙和负遮盖量设计,不仅会导致变量机构节流损耗大幅增加,而且会导致负载敏感泵控系统的流量控制精度大幅降低.     

挖掘机正流量泵控液压系统的特性分析

采用泵控挖掘机液压系统特性分析方法,在分析泵的输出特性的基础上,给出确定先导压力信号和控制泵排量的方法,并对泵的输出特性进行了仿真和实验研究。结果表明:正流量控制下,泵的排量由执行器流量需求和油泵的p-Q曲线动态实时调节,系统具有良好的负载流量适应性和负载敏感性,其液压系统中不存在负压,只有约0.5 MPa的背压,回油功率损失几乎为0。     

液环泵作真空泵与压缩机工况下的内流场及外特性分析

采用数值模拟和实验相结合的方法,对2BE型液环泵在真空泵与压缩机工况下的内流场及外特性进行对比分析.结果表明:相同的进出口压比时,压缩机体积流量小于真空泵体积流量,体积流量比和效率比均随着压比的增大而逐渐下降;真空泵和压缩机工况下内部的相态场、速度场和压力场分布规律基本一致;压缩机工况下的排气区和过渡区叶轮内旋涡二次流明显要强于真空泵工况下的,相同压比变化时压缩机工况下排气区内壁压力显著增大;液环泵壳体内壁压力的频域特性沿圆周方向存在明显的分区特征;真空泵工况下的各阶主频特性与压缩机工况下的完全一致;在各压比下,压缩机工况的泵壳体内壁压力脉动幅值整体大于真空泵工况的,随着压比的增大,压缩机工况下的排气区和过渡区壳体内壁压力脉动幅值明显增大.     

潜油电泵试验台的总体设计

设计了一种大功率、双频率、高精度潜油电泵试验系统,分析了其测试原理,介绍了该系统电源的一次回路设计方法。应用结果表明,以低压真空断路器和空气断路器为中心,设计的低压供电部分,可满足试验系统频繁分和与保护的要求。采用多级测量电流互感器、电压互感器组成的测量系统,测量精度可满足电量B级的需要,使高压柜的设计大为简化。用普通变频器和专用正弦波滤波器、电抗器组成的60 Hz电源,在一定的范围内,可作为潜油电机的试验电源使用。分组设置的液力流程,可满足多种试验泵性能试验的需要。该系统经过3年多的运行表明,试验精度可达B级试验台的要求。     

张力机液压系统有关问题及解决办法

本文在实践经验及实验研究的基础上,分析了张力机液压系统的特点并在模型试验中记录了液压泵带载启动时压力的瞬变过程。压力超调达12.5%,如主油路改用胶管则超调降为3％左右。若外负载突然降低,液压泵进油压力将比正常情况增加3—4倍。实验还验证了采用“预建压”办法克服压力冲击的有效性。     

潜油电泵试验台的总体设计

设计了一种大功率、双频率、高精度潜油电泵试验系统，分析了其测试原理，介绍了该系统电源的一次回路设计方法。应用结果表明，以低压真空断路器和空气断路器为中心，设计的低压供电部分，可满足试验系统频繁分和与保护的要求。采用多级测量电流互感器、电压互感器组成的测量系统，测量精度可满足电量B级的需要，使高压柜的设计大为简化。用普通变频器和专用正弦波滤波器、电抗器组成的60Hz电源，在一定的范围内，可作为潜油电机的试验电源使用。分组设置的液力流程，可满足多种试验泵性能试验的需要。该系统经过3年多的运行表明，试验精度可达B级试验台的要求。     

海水淡化轴向柱塞泵的虚拟样机技术研究

为了研制反渗透海水淡化用高压轴向柱塞泵,采用虚拟样机技术对其机械动力学和压力流量特性进行了预测.泵的三维几何模型基于结构设计得到：通过施加运动学约束和对关键零件进行进行柔性化处理建立了泵的机械模型;通过对泵内动态压力和流量分析得到了泵的流体模型;联合机械模型与流体模型建立了泵的虚拟样机模型.通过运行泵虚拟样机模型获得了主要零件的运动学和动力学规律、泵出口的动态流量和压力规律及关键零件的动态等效应力等数据,仿真结果表明：泵的主要性能达到了设计要求,关键零件具有较大的强度裕度,可以在更高的压力等级下运行.     

喷射器流场的数值模拟研究

采用流体动力学计算软件FLUENT对大气喷射真空泵的超音速混合过程进行数值模拟.分析了进口压力、引射压力和出口压力的变化对引射流量的影响,及面积比、喉嘴距和扩压器出口直径等几何尺寸对工作性能的影响.结 果表明,工作气体的变化对引射流量的影响较小,当工作压力波动时不会引起性能急剧下降,操作参数与几何参数对喷射器的波系结构影响很大.在一定的设计工况下,对应于最大引射流量存在一个最优面积比和喉嘴距.     

轴向柱塞泵排油腔减振槽的CFD解析

运用三维流体分析技术,对轴向柱塞泵排油腔的流场进行数值模拟和可视化研究,定性分析排油腔与减振槽在不同角度接触时的模型在一定转速下速度场及压力场之间的关系.仿真结果表明,不同的减槽结构,压力场与速度场变化趋势基本相同,但对轴向柱塞泵的降噪影响有很大差异;对配油盘三角槽的尺寸及小孔直径大小进一步优化,可以得到更好的轴向柱塞泵减振槽;双级小油沟结构可以降低三角槽结构在开启部分因过流面积太小而形成的负压和超压现象.