一种新型柔索驱动并联机器人的模型样机

提出一种新型并联机器人机构 ,利用张紧柔索驱动该并联机器人·通过运动学和动力学分析、工作空间分析、轨迹规划、误差分析 ,设计并制作了模型样机本体、驱动与控制模块 ,开发了机器人语言 ,控制模型样机完成指定动作·实验结果表明 ,这种新型并联机器人是可行的 ,适用于轻型机床等设备·该机器人在某一速度范围内工作时 ,会产生较明显的振动 ,并伴有噪声 ,因此要提高机器人的性能还必须设法抑制其振动

自适应模糊PID控制在AUV控制中的应用

自治潜水器(AUV,Autonomous Underwater Vehicle)是非线性、强耦合、大惯性的多输入多输出系统,又由于受到海流、传感器、执行机构等不确定性的影响,对AUV控制器的鲁棒性能提出了更高的要求。本文针对我国正在研制开发的长航程自治潜水器的特性及其对航行控制的要求,将PID控制与模糊控制的简便性、灵活性以及鲁棒性结合起来,为AUV设计了可在线修改PID参数的自适应模糊PID控制器,仿真结果证明了该种控制方法不但提高了AUV系统的动态特性,而且可在参数摄动和外界扰动时获得较好的控制性能。

摆动液压缸组合密封的建模与计算

七功能水下机械手采用至少1个摆动液压缸作为关节驱动。为进行水下作业要求摆动液压缸工作压力为21MPa。为实现其作业压力,对摆动液压缸采用聚四氟乙烯(PTFE)-橡胶组合密封。设定密封件压缩量,对其进行力学分析和弹性流体动力学(EHL)建模,计算出密封压力、油膜厚度等参数。计算结果表明组合密封能够完成21MPa下摆动液压缸的密封。

水下滑翔机器人水动力研究与运动分析

水下滑翔机器人是一种无外挂推进系统,仅依靠内置执行机构调整重心位置和净浮力来控制其自身运动的新型水下机器人,主要用于长时间、大范围的海洋环境监测,因此要求其具有低阻性和高稳定性.文章主要从水动力特性出发对水下滑翔机器人进行优化设计,包括主载体线型、升降翼和稳定翼的优化等,并对水动力优化设计的结构进行了定常滑翔运动和空间螺旋回转运动分析,这将为后期的控制系统设计提供参考.

水下滑翔机器人系统研究

水下滑翔机器人是一种新型的水下机器人,可以作为水下监测平台用于大范围、长时间的大尺度海洋环境监测作业。文中调查了水下滑翔机器人的国内外发展现状,分析了其可能的应用领域。详细介绍了中国科学院沈阳自动化研究所开发的水下滑翔机器人系统,包括载体外形优化设计、载体结构设计和控制系统设计。分析了水下滑翔机器人定常滑翔运动和空间螺旋会转运动的运动性能。

水下七功能机械手摆动液压缸的研究

强作业型七功能水下机械手是水下机器人不可或缺的通用水下作业工具。随着对海洋的探索加快，对其需求量将越来越大。我国在强作业型七功能水下机械手的研究上与世界先进水平相差很大。对强作业型七功能水下机械手展开研发工作势在必行。 本论文对七功能机械手的重要关节驱动－摆动液压缸进行研究。首先确定摆动缸的结构选型。然后针对摆动液压缸的组合密封展开研究，以明确组合密封各部分的功能，优化密封件的密封性能。最后对摆动缸进行详细设计，并对其工作性能的参数进行估算。 首先，对组合密封模型进行简化后，用弹性流体润滑（EHL）理论进行分析计算，以得到密封件压缩量与密封油膜厚度、泄漏量、摩擦力的关系。 然后将用有限元(FEM)工具分别建立简化模型、叶片模型和组合密封模型，按接近实际的状态对模型进行约束和加载，以分析其变形和应力分布，并根据最终结果对EHL计算结果进行相应修正，以辅助摆动液压缸的设计。完成以上工作后，根据分析结果确定密封件适当的压缩量。同时，对轴端密封建立模型，用FEM工具对其进行受力变形分析，以改善其密封情况。 对密封件的分析表明，采用论文给出的组合密封结构，其中起支撑作用的Ｏ形圈受液压压力变形产生“自封”效应，强化了密封效果。组合密封的在给定压缩量时的，其O形圈的硬度对密封压力影响很大，应选择更高硬度的Ｏ形圈，以完成对摆动液压缸叶片的密封。端密封受装配后轴沿轴向的游动影响明显，应提高此处Ｏ形圈的直径并适当增加其预压缩量。

偏动式双程SMA驱动器工作机理与能量转换研究

研究了偏动式双程ＳＭＡ驱动器的工作机理，建立了驱动器输出力、输出位移、负载与驱动元件弹性刚度和预变形之间的变量关系。基于热力学基本定律，给出了双程ＳＭＡ驱动器工作过程中能量的周期性流动、转移和转化模型，指出双程ＳＭＡ驱动器双程做功的能量都来源于ＳＭＡ元件的相变弹性势能，能量的一部分用于来程做功，一部分在来程转移给偏置元件，用于回程时做工，还有一部分被释放掉。

越野移动机器人自动驾驶专家系统的研究

本文研究越野移动机器人驾驶专家系统等有关问题．首先介绍了系统的硬件支持环境，然后阐述了自动驾驶专家系统的总体结构，有关知识库的内容以及使用知识的各功能模块的作用与运行机理．该系统已部分得以应用，能够完全代替驾驶员完成各种驾驶操作，并能进行自主导航、运动规划、自动绕障、动态跟踪目标、原路返回以及示教再现等复杂任务。

直驱式容积控制电液伺服系统的建模和仿真研究

电液伺服控制系统以其出力大、响应快、精度高而广泛地应用于国防与民用领域。但是，传统的电液伺服系统由于电液伺服阀对油液精度要求高，抗污染能力弱，从而在一定程度上限制了它更广泛的应用，随着技术的进步，出现了一种新型的电液伺服系统—直驱式容积控制电液伺服系统，它是由交流伺服电机驱动的液压泵与执行元件组成，它具有伺服电动机控制的灵活性和液压系统出力大的双重优点，具有高效节能、体积小、可靠性高等显著优点，在一定程度上弥补了传统电液伺服系统的不足，从而被认为是未来电液伺服控制系统的重要发展方向之一。本文的研究内容是以中国科学院沈阳自动化研究所与日本石川岛播磨重工业株式会社的合作项目“电液混合驱动系统（Hybrid Actuator System）研究与开发”为基础，开展原理与特性研究，主要研究内容有以下一些项目：研究直驱式容积控制电液伺服系统的工作原理、设计理论与控制方法，建立直驱式容积控制电液伺服系统的性能试验系统，进行该系统的静、动态性能仿真与分析，研制一套直驱式容积控制电液伺服系统的原理样机。 第一、直驱式容积控制电液伺服系统的原理与机械结构研究，研究直驱式容积控制电液伺服系统的工作原理与结构方案，详细分析比较与传统电液伺服系统的优缺点，研究基与双向定量泵集成阀体的一体化设计技术，进行直驱式容积控制电液伺服系统的系统设计。 第二、直驱式容积控制电液伺服系统的建模与控制算法研究，研究直驱式容积控制电液伺服系统的建模方法，建立直驱式容积控制电液伺服系统的数学模型，研究满足系统性能指标的PID控制策略，使系统在稳定的前提下具有良好的动态品质和高的稳态精度。 第三、直驱式容积控制电液伺服系统集成技术研究，该直驱式容积控制电液伺服系统是由交流伺服电动机、双作用定量泵、方向控制阀、液压缸，以及多个传感器共同组成的。研究系统模块化设计方法，研究系统集成技术，建立直驱式容积控制电液伺服系统与液压系统性能的最佳匹配方法，研究直驱式容积控制电液伺服系统的实现技术。 第四、直驱式容积控制电液伺服系统的性能仿真研究，在上述建立的伺服系统模型基础上，利用MATLAB内的动态仿真库SIMULINK，仿真分析直驱式容积控制电液伺服系统的静、动态性能，研究改善系统性能的措施方法。 第五、直驱式容积控制电液伺服系统的补油性能状态研究，详细分析系统在各种工况下的内部油液流动状态，并基于此研究补油阀体的集成设计，建立补油设备的数学模型，仿真分析该补油装备的静、动态运行性能，研究补油阀的设计技术，在上述分析基础上，设计加工满足系统运行性能状态的叠加式液控补油阀。 第六、在上述工作基础上，研制一套直驱式容积控制电液伺服系统，验证系统设计原理，控制算法，及系统集成技术、研究高性能直驱式容积控制电液伺服系统的设计方法和实现技术。 关键词 液压技术；交流伺服电动机；直驱式容积控制；动态特性；叠加液控补油阀