對具有大范圍運(yùn)動特性的柔順關(guān)節(jié)并聯(lián)機(jī)器人開展了動力學(xué)建模、特性分析、控制策略設(shè)計及動態(tài)性能分析等研究。基于偽剛體法,研究柔順關(guān)節(jié)特性,建立含大變形柔順關(guān)節(jié)的系統(tǒng)模型,應(yīng)用拉格朗日方法建立了系統(tǒng)動力學(xué)方程。為補(bǔ)償柔順關(guān)節(jié)引起的系統(tǒng)振動、未建模動態(tài)以及慣性參數(shù)攝動造成的模型誤差,設(shè)計趨近律滑模控制策略并證明了其穩(wěn)定性。仿真結(jié)果驗(yàn)證了動力學(xué)模型和控制策略的有效性。

為提高儲罐爬壁機(jī)器人的噴漆質(zhì)量及工作效率,研究了一種可實(shí)現(xiàn)z字形軌跡的噴漆機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)以爬壁機(jī)器人為載體,通過與機(jī)器人運(yùn)動的協(xié)同控制,能夠?qū)崿F(xiàn)良好的噴漆效果,具有噴槍高度、間距及噴射角度調(diào)節(jié)等功能,該機(jī)構(gòu)便于實(shí)現(xiàn)大型儲罐表面的各種自動化噴漆作業(yè)。分析了機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)原理,完成整體結(jié)構(gòu)設(shè)計,利用adams軟件建立噴漆機(jī)構(gòu)的虛擬樣機(jī)模型并進(jìn)行運(yùn)動學(xué)仿真,驗(yàn)證了設(shè)計方案的可行性。

無線偵察爬壁機(jī)器人專用離心風(fēng)機(jī)

本文討論了用履帶式磁吸附爬壁機(jī)器人實(shí)現(xiàn)噴漆的問題,闡述了噴漆機(jī)構(gòu)運(yùn)動的實(shí)現(xiàn)以及如何保證噴漆連續(xù)條件。設(shè)計了可工作于平面和弧面的噴漆機(jī)構(gòu),并且在罐壁上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),達(dá)到了預(yù)期的效果。

用拉格朗日方法對創(chuàng)新的3ptt型水平滑塊式三桿并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)進(jìn)行了動力學(xué)建模,為該機(jī)器人的控制提供了基礎(chǔ)·還利用動力學(xué)模型對該機(jī)器人的可操作性和動力學(xué)特性進(jìn)行了分析,分析結(jié)果證明,該機(jī)器人在工作空間內(nèi)部,其加速特性和動態(tài)特性良好,而在工作空間邊緣,加速特性和動態(tài)特性變差·滑塊驅(qū)動力隨平臺重量增加而增加,加速時間應(yīng)適當(dāng),且磨削力對滑塊驅(qū)動力也有影響·該新型并聯(lián)機(jī)器人動力學(xué)性能良好,具有很好應(yīng)用價值·

對走鋼絲機(jī)器人姿態(tài)的模糊滑?？刂茊栴}進(jìn)行了研究。在靜力學(xué)分析的基礎(chǔ)上,利用拉格朗日方法建立了走鋼絲機(jī)器人的動力學(xué)模型,為克服模型的強(qiáng)非線性和模型參數(shù)難以測量等實(shí)際難題,基于合理的假設(shè),簡化出適合于模糊滑模控制技術(shù)的系統(tǒng)模型,并根據(jù)所建立的模型設(shè)計了模糊滑?？刂破鳌atlab仿真表明,所提出的控制策略有較好的跟蹤效果。為了進(jìn)一步驗(yàn)證控制策略的可行性,進(jìn)行了實(shí)物樣機(jī)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)和仿真結(jié)果基本吻合。

為了提高儲油罐壁檢測作業(yè)的機(jī)器人負(fù)重能力,設(shè)計了一種變磁力吸附多足爬壁機(jī)器人。該爬壁機(jī)器人由運(yùn)載平臺、控制系統(tǒng)和攝像模塊組成。運(yùn)載平臺采用變磁力吸附方式的四足結(jié)構(gòu);控制系統(tǒng)對爬壁機(jī)器人的各分系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)和控制,同時完成各系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)視和顯示;攝像模塊主要采集油罐壁面圖像。應(yīng)用表明多足爬壁機(jī)器人滿足負(fù)重作業(yè)、吸附可靠的要求。

柔索并聯(lián)機(jī)器人采用柔索代替連桿作為機(jī)器人的驅(qū)動元件,它結(jié)合了并聯(lián)結(jié)構(gòu)和柔索驅(qū)動的優(yōu)點(diǎn)。500m口徑大射電望遠(yuǎn)鏡(fast)粗調(diào)系統(tǒng)是通過六根索長的協(xié)調(diào)變化使饋源艙作跟蹤射電源的六自由度運(yùn)動,其工作特點(diǎn)類似并聯(lián)機(jī)器人,因此也被看作柔索并聯(lián)機(jī)器人。基于fast5m縮比實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?首先進(jìn)行了逆運(yùn)動學(xué)分析;其次,采用拉格朗日方程建立了柔索并聯(lián)機(jī)器人的逆動力學(xué)模型;最后,針對結(jié)構(gòu)特點(diǎn)模擬作用在饋源艙上的隨機(jī)風(fēng)荷,設(shè)計了用模糊控制器自動調(diào)整免疫系統(tǒng)反饋規(guī)律的免疫pid控制器來控制饋源軌跡跟蹤的風(fēng)振響應(yīng)。數(shù)值結(jié)果驗(yàn)證了該主動控制策略能夠有效衰減風(fēng)荷振動,從而提高了饋源軌跡跟蹤精度。

針對風(fēng)力發(fā)電機(jī)檢測和維護(hù)工作的日益增多,為避免工人高危作業(yè),設(shè)計出了一種新型風(fēng)力發(fā)電機(jī)檢測和維護(hù)任務(wù)的爬壁機(jī)器人。分析了該機(jī)器人對風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行檢測和維護(hù)工作的實(shí)際意義；提出了該機(jī)器人的設(shè)計技術(shù)指標(biāo)和技術(shù)路線,并對機(jī)器人的基本功能方案做了重點(diǎn)分析,確定出了機(jī)器人的機(jī)械本體結(jié)構(gòu),為防止吸附失效,建立了機(jī)器人克服沿壁面脫落、傾覆及吸盤泄漏等幾種危險狀態(tài)下的力學(xué)模型,并進(jìn)行matlab仿真分析,確定出了臨界吸附力,為機(jī)器人吸附裝置的吸附力的確定提供參考依據(jù)。

針對現(xiàn)有兩輪機(jī)器人轉(zhuǎn)彎速度較低問題,提出一種可軸向擺動的新型兩輪機(jī)器人設(shè)計方法.該方法使用連桿控制機(jī)構(gòu)擺動來調(diào)整機(jī)構(gòu)的重心分布,實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在小轉(zhuǎn)彎半徑條件下穩(wěn)定運(yùn)動的目的.基于拉格朗日方程方法,對機(jī)器人的小擺角自由度進(jìn)行了動力學(xué)建模與分析,得到了系統(tǒng)動力學(xué)模型,并在此基礎(chǔ)上設(shè)計了一種狀態(tài)反饋控制器.運(yùn)用matlab/simulink進(jìn)行控制器系統(tǒng)仿真,驗(yàn)證了控制器在機(jī)器人穩(wěn)定控制方面的有效性.結(jié)果表明,該兩輪機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計思路及運(yùn)動控制手段可有效提高系統(tǒng)運(yùn)動穩(wěn)定性.

針對目前船舶除銹設(shè)備移動不方便、在現(xiàn)場作業(yè)存在一定的難度的情況,設(shè)計了一種車載式超高壓水射流船舶除銹設(shè)備,并對除銹機(jī)器人的控制驅(qū)動系統(tǒng)及受力情況進(jìn)行分析,提出了選擇氣馬達(dá)及磁鐵的方法。給出整個系統(tǒng)的設(shè)計參數(shù),分析了高壓泵組系統(tǒng)、真空回收系統(tǒng)及空氣供給系統(tǒng)及系統(tǒng)的控制原理,給出機(jī)器人轉(zhuǎn)向過程中的瞬時回轉(zhuǎn)半徑的計算公式,便于控制機(jī)器人行走。

設(shè)計了基于雙自由度萬向輪機(jī)構(gòu)的速度測量裝置,該裝置由雙自由度滾輪、旋轉(zhuǎn)編碼器、角位移傳感器和水平姿態(tài)傳感器等構(gòu)成.機(jī)器人運(yùn)動時,利用水平姿態(tài)傳感器檢測爬行機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動角速度,雙自由度萬向輪機(jī)構(gòu)利用角度傳感器測量速度方向,利用光電編碼器測量速度大小,實(shí)現(xiàn)對機(jī)器人運(yùn)動狀態(tài)的測量.根據(jù)其測量結(jié)果,建立了電動機(jī)輸入和控制點(diǎn)運(yùn)動狀態(tài)之間的關(guān)系,為機(jī)器精確任務(wù)操作提供了基礎(chǔ).

給出了一種全向的永磁輪式爬壁微機(jī)器人。為獲得爬壁機(jī)器人運(yùn)動所需力矩和磁力與其尺寸設(shè)計之間的關(guān)系,研究了其動力學(xué)分析方法。結(jié)合爬壁機(jī)器人自身永磁輪尺寸、永磁輪間距、轉(zhuǎn)向齒輪傳輸比、底盤半徑、所需磁吸附力等設(shè)計約束,構(gòu)造所需驅(qū)動力矩最小為目標(biāo)函數(shù),對其主要尺寸參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計。通過ansoft磁力仿真、pro/engineer機(jī)械仿真和matlab計算對爬壁機(jī)器人整體尺寸優(yōu)化設(shè)計進(jìn)行求解。對仿真計算結(jié)果進(jìn)行了分析比較,證明上述設(shè)計方法的可行性。

為了改進(jìn)艦船修造行業(yè)除銹、噴漆工作落后的、傳統(tǒng)的人工作業(yè)方式,設(shè)計了一種具有除銹、噴漆功能的機(jī)器人裝置。該機(jī)器人采用直角坐標(biāo)和柱坐標(biāo)相結(jié)合的設(shè)計方法,通過主從遙控控制或自動軌跡規(guī)劃控制,能夠?qū)崿F(xiàn)平面和曲面作業(yè)。詳細(xì)介紹了該機(jī)器人的本體結(jié)構(gòu)、驅(qū)動方式和控制系統(tǒng)構(gòu)成,并對機(jī)器人自動工作方式的軌跡規(guī)劃作了闡述。實(shí)踐表明,使用該機(jī)器人代替人工作業(yè),不僅可以減輕操作工人的勞動強(qiáng)度,還可提高工作效率和施工質(zhì)量,具有較強(qiáng)的應(yīng)用價值。

基于修正的固定界面子結(jié)構(gòu)模態(tài)綜合法———craig-bampton法,利用多體系統(tǒng)動力學(xué)仿真分析軟件msc.adams與有限元分析軟件msc.nastran完成對雙連桿柔性機(jī)械臂動力學(xué)建模,進(jìn)行了運(yùn)動學(xué)仿真分析,并且與剛性臂運(yùn)動相比較,對柔性機(jī)械臂末端運(yùn)動振動信號進(jìn)行了頻譜分析。分析結(jié)果表明,這種方法在多柔體系統(tǒng)建模和分析中是精確和高效的。

針對重型自卸汽車的開發(fā),應(yīng)用多體動力學(xué)分析軟件adams建立了自卸汽車數(shù)字化模型,進(jìn)行了隨機(jī)路面下的平順性仿真試驗(yàn),綜合評價了自卸汽車駕駛員舒適性能。

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 碩士學(xué)位論文 基于假想柔順控制的膝關(guān)節(jié)助力機(jī)器人動力學(xué)分析及其運(yùn)動控 制 姓名：謝興旺 申請學(xué)位級別：碩士 專業(yè)：檢測技術(shù)與自動化裝置 指導(dǎo)教師：余永研 2011-05 摘要 摘要 近年來隨著全球范圍內(nèi)人口老年化趨勢日益加劇，可穿戴型助力機(jī)器人已 經(jīng)成為重點(diǎn)的研究領(lǐng)域之一，膝關(guān)節(jié)助力機(jī)器人作為可穿戴型助力機(jī)器人的重要 組成部分，科學(xué)家對其技術(shù)的開發(fā)和研究已經(jīng)取得巨大的進(jìn)步。膝關(guān)節(jié)助力機(jī)器 人將環(huán)境感知和多傳感器信息融合和運(yùn)動控制等多種功能集于一身，是典型的人 機(jī)一體化系統(tǒng)。當(dāng)人穿上膝關(guān)節(jié)助力機(jī)器人時，機(jī)器人在人的智力指導(dǎo)下為人的 行走提供助力從而擴(kuò)展了人的運(yùn)動能力和活動范圍。 在國家自然科學(xué)基金“可穿戴型智能助力機(jī)器人技術(shù)研究”的資助下，本 文采用假想柔順控制策略和pid控制算法，實(shí)現(xiàn)了膝關(guān)節(jié)助力機(jī)器人為人提供助 力的目的。具體內(nèi)容包括： 1．通過分析

介紹了4種支承輪式管道機(jī)器人變徑方案的工作原理,比較分析得出絲杠螺母副變徑機(jī)構(gòu)具有更高的驅(qū)動效率。在此基礎(chǔ)上,基于虛功原理分析了絲杠螺母—支承桿變徑機(jī)構(gòu)的驅(qū)動特性,并應(yīng)用多體動力學(xué)仿真軟件adams對其進(jìn)行了動力學(xué)仿真驗(yàn)證,結(jié)果顯示絲杠螺母—支承桿變徑機(jī)構(gòu)具有更高的驅(qū)動效率和更強(qiáng)的管徑適應(yīng)能力,并給出了其驅(qū)動電動機(jī)隨管徑變化的一般動力學(xué)特性,為支承輪式管道機(jī)器人推廣應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

進(jìn)入鍋爐的給水中如果含有氧氣,將會使給水管道、鍋爐設(shè)備及汽輪機(jī)通流部分遭受腐蝕,縮短設(shè)備的壽命。除氧器的主要作用是用它來除去鍋爐給水中的氧氣及其他氣體,保證給水的品質(zhì)。目前,對于除氧器動態(tài)數(shù)學(xué)模型已有比較成熟的研究。由于現(xiàn)場工況復(fù)雜,除氧器全工況數(shù)學(xué)模型也比較復(fù)雜,不易理解。也有基于simulink搭建的仿真模型,但內(nèi)部機(jī)理不夠直觀。系統(tǒng)動力學(xué)仿真采用流量存量圖來構(gòu)建模型,不僅簡潔直觀,而且能夠體現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部各變量之間的相互關(guān)系,這也是將其應(yīng)用于電廠建模與仿真上的優(yōu)勢。

根據(jù)某型強(qiáng)夯機(jī)的技術(shù)參數(shù)和使用要求,采用三維建模軟件pro/e和機(jī)械系統(tǒng)動力學(xué)自動分析軟件adams,建立某型強(qiáng)夯機(jī)的虛擬樣機(jī)模型,完成了后傾動力學(xué)仿真,獲取了彈簧式防后傾裝置的彈簧變形量以及表征主臂后傾幅度大小的主臂質(zhì)心y向位移,驗(yàn)證了該型強(qiáng)夯機(jī)防后傾裝置的有效性。

該作品的攀爬檢測對象高壓電力鐵塔普遍存在于復(fù)雜的地理環(huán)境中。其檢修難度大且危險性高，針對目前國內(nèi)外日益突出的電網(wǎng)維護(hù)現(xiàn)狀，提出一種能夠代替人工用于鐵塔檢測的攀爬機(jī)器人。檢測范圍包括鐵塔表面是否有銹跡，角鋼內(nèi)部是否有斷裂及腐蝕，導(dǎo)線是否有斷股。絕緣子和線夾是否有損壞等。

針對目前大型船舶艙室多分段焊接焊縫眾多、空間狹小和焊接效率低下的特點(diǎn),本文在原有吊裝式艙室機(jī)器人焊接系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,設(shè)計了一套優(yōu)化的導(dǎo)軌式艙室機(jī)器人焊接系統(tǒng),尤其是對艙室眾多的典型t型焊縫,該系統(tǒng)具有快速、高效、柔性好的特點(diǎn),能很好地完成艙室多分段焊縫的焊接.