核电站蒸汽发生器智能维修机器人设计与研究

蒸汽发生器和稳压器是关系到核电站安全运行的关键设备,国外发生过多起因蒸汽发生器和稳压器缺陷而引发的安全事故。针对常见蒸汽发生器人孔咬死的异常缺陷问题,设计了一种核电站蒸汽发生器人孔咬死螺栓处理的智能维修机器人设备,包括行走单元、姿态调节单元、角度调节单元、镗铣单元、控制系统和视觉单元, 并提出一种基于法兰盘螺栓孔等图像特征的视觉伺服引导方案。为了实现对核电站用蒸汽发生器人孔咬死螺栓的自动化处理,设计了多自由度调节系统结构,并进行运动学建模,通过极限状态设备稳定分析验证了设备稳定性。为有效定位并贴合咬死螺栓目标,设计了智能定位系统,完成了设备自动调整。现场实验表明：采用该多自由度调节机械结构设计,移动平台重复定位精度可达±1mm,末端法兰贴合精度可达±1mm内,设备末端贴合效率为人工效率的3~4倍。     

基于肌肉电信号控制的假肢用机械手的设计

介绍了一种灵巧机械手的设计和控制,这种机械手可以作为多功能的上肢假肢.此机械手包含了手和手腕的设计.它的手部可以完成四种抓取模式(握,捏,侧握,侧捏),腕部可以屈曲和旋转.所有的这些动作仅有四个电机来控制.在尺寸优化的基础上,建立了食指的运动学模型并求出了食指运动学的正解和逆解.从而为进一步研究机械手的轨迹规划和控制问题提供了理论依据.最后,简要描述了肌肉电信号的产生以及如何利用肌肉电信号来控制该假肢的运动.     

极端环境下汽车运行工况的风洞试验对标分析

为比较环境风洞模拟极端环境下汽车运行工况的准确性,设计了实际路试与环境风洞的对标试验,采集了典型高温山区路段汽车的运行数据。通过运动学片段分割以及短行程分析法构造出车辆的行驶工况图。以运动学片段聚类结果所代表的汽车三种运行状态为基础,利用标准化均方误差方法和特征参数值的计算结果对两次试验中汽车行驶工况的关联性与差异性进行具体分析。结果表明：对标试验结果的关联性极强,其细微差异主要体现在第一类运动学片段上,并且频繁的加减速是汽车三种运行状态中对热管理系统升温影响最大的。可见,环境风洞的模拟结果基本上是准确有效的。     

基于ADAMS的偏置曲柄滑块机构的运动学及动力学仿真研究

本文介绍了ADAMS在偏置曲柄滑块机构运动学及动力学分析中的应用。通过对偏置曲柄滑块进行仿真和分析,得到其运动曲线和动力学曲线。该方法的仿真形象直观,测量方便,在机械系统运动学及动力学特性分析中具有一定的应用价值。     

车身覆盖件虚拟冲压线系统的设计与实现

介绍虚拟冲压线系统的总体结构、开发流程及其实例。该系统包括工序件的有限元分析、端拾器的虚拟装配设计、运动仿真、系统维护和项目管理等模块。首先对工序件进行有限元分析,给出端拾器夹持位置优化计算的流程图;端拾器的虚拟装配设计是基于Client/Server架构,采用VB6.0对CATIA进行二次开发,通过ADO访问数据库Oracle 9i来进行的;运动仿真主要在CATIAV5的DMU工作平台下完成;系统维护和项目管理是基于Browser/Server的系统的管理功能模块。     

一种新型两自由度高速并联机械手的尺度综合

对含被动支链的两自由度平动并联机构的概念设计进行了研究,归纳了被动支链的几种可能构型.运用螺旋理论对被动支链进行自由度分析,进而提出了一种新型高速并联机械手机构,该机械手包含两条主动支链和两条被动支链,其中被动支链用来对动平台的姿态进行约束,并提高机械手的刚度.在进行运动学分析的基础上,以机械手雅克比矩阵条件数在工作空间上的平均值和最大值的加权值为性能指标,对该并联机械手机构进行了尺度综合.研究表明,该两自由度平动并联机械手可与一单自由度进给机构组合,构成一个三自由度平动混联机械手,适用于工业领域的高速拾放操作.     

A semi-analytical approach for stiffness modeling of PKM by considering compliance of machine frame with complex geometry

Stiffness modeling is one of the most significant issues in the design of parallel kinematic machine （PKM）. This paper presents a semi-analytical approach that enables the stiffness of PKM with complex machine frame geometry to be estimated effectively. This approach can be implemented by three steps： （i） decomposition of the entire system into two sub-systems associated with the parallel mechanism and the machine frame respectively; （ii） stiffness modeling of each sub-system using the analytical approach and the finite element analysis; and （iii） generation of the stiffness model of the entire system by means of linear superposition. In the modeling process of each sub-system, the virtual work principle and overall deflection Jacobian are employed with special attention to the bending rigidity of the constrained passive limb and the interface stiffness of the machine frame. The stiffness distribution of a 5-DOF hybrid robot named TriVariant-B is investigated as an example to illustrate the effectiveness of this approach. The contributions of component rigidities to that of the system are evaluated using global indices. It shows that the results achieved by this approach have a good match to those obtained through finite element analysis and experiments.     

六自由度冗余度磨削机器人的运动仿真

应用等效运动模型法建立了六自由度串并联复合驱动型冗余度磨削机器人的运动方程，开发了运动仿真软件，分析了机器人的加工空间，给出了仿真软件的应用方法和实例。仿真结果表明，与其本体结构相比，该机器人具有较大加工空间。所开发的仿真软件是机器人设计、分析、编程及控制的重要基础模块。     

典型运动副的等效结构研究

介绍了平面副、转动副、球副、圆柱副、螺旋副、移动副这6种常见运动副的性能、自由度和表示方法，然后对平面副、球副、圆柱副进行了等效分析，得出了圆柱副等效图4种，球副的等效图2种，平面副的等效图5种。     

突变地形下的复合结构移动越障机器人运动学建模与仿真

移动越障机器人可以攀越突变障碍,实现野外环境下的灵活机动。和普通移动机器人在平坦表面上的运动不同,其在越障过程中具有独特的运动情况。提出了一种复合结构移动越障机器人,建立其越障状态下的逆运动学模型,对运动特性进行了解析,基于路径跟踪运动的仿真研究验证了该模型的有效性和正确性。