R20机器人仿真分析与试验

以串联关节机器人为研究对象,根据机器人结构参数建立D-H法的机器人运动学模型,推导机器人运动学方程。使用ADAMS软件对机器人进行动力学仿真分析,计算各关节驱动力矩随时间变化的数据,将动力学计算的各关节最大动载荷作为机器人结构设计和有限元计算的力学条件,对机器人铸件进行有限元仿真分析,搭建实验平台,对机器人位置重复性、姿态重复性、重复定位精度、位置稳定时间和位置超调量进行测试,对实验数据进行整理和分析。仿真计算和实验结果表明:该机器人设计合理,满足设计指标要求。

主动变径式管道机器人机构设计与性能分析

研制一种具有主动变径机构的圆形管道机器人。设计具有3组独立控制驱动模块的机器人机构,对机器人进行位姿和力学分析,描述了机器人在典型位姿条件下的力学特性。制作机器人实验样机,使用ADAMS软件对机器人进行运动仿真计算,对机器人在管道内部的姿态适应性和摩擦条件适应性进行实验验证。仿真计算和实验研究结果验证了该机器人机构设计的合理性和较好的管道适应性。

基于AMESim和Simulink联合仿真的定量泵-变量马达系统转速控制研究

本文使用了AMESim和Simulink软件构建了定量泵-变量马达系统仿真模型,用于定量泵-变量马达系统的分析,并采用Simulink为主的联合仿真方法。进行了PID和模糊PID两种控制策略的比较研究。结果表明,与传统PID控制相比,模糊PID控制策略在系统响应时间和稳定性方面表现更出色,尤其在恒转速控制方面表现更佳。

考虑柔性关节的仿袋鼠跳跃机器人落地稳定性研究

对具有柔性关节的仿袋鼠跳跃机器人落地稳定性进行了研究。用拉格朗日方法建立了机构在着地阶段的动力学方程。结合实例,运用Matlab和Adams软件对机器人进行仿真分析,给出了机器人在着地阶段的各关节转角、关节驱动力矩、着地压力及ZMP随时间的变化规律。分析结果表明:膝关节,特别是踝关节引入柔性关节,不仅能显著地吸收落地能量而获得落地缓冲能力和降低关节输入力矩峰值而减小驱动元件的功率,而且能有效地提高跳跃机构的弹跳能力和落地稳定性。

欠驱动仿袋鼠跳跃机器人动力学耦合研究

根据袋鼠的生物结构及运动特点,建立了具有欠驱动关节的仿袋鼠跳跃机器人模型。以此模型为基础,分析系统的主动关节与被动关节之间的加速度耦合效应。采用拉格朗日方方法建立了机构的动力学方程。结合实例,运用Matlab软件对机器人进行仿真分析,给出了机器人全局单关节耦合变化规律。结果表明:仿袋鼠跳跃机器人的踝关节与欠驱动关节间存在足够大的耦合并且通过动力学耦合来控制欠驱动关节的位置是可能的。动力学耦合指标对欠驱动机器人的结构设计和驱动装置位置有重要作用。

圆形管道机器人的机构设计与运动分析

研制了一种适应圆形管道的管道探测机器人,机器人搭载实时视频传输系统,具有主动变径机构和可以独立控制的驱动模块。机器人通过主动变径机构的调整使驱动模块上的履带适应圆形管道内壁尺寸。为了分析机器人在圆形管道内部的运动位姿特性对机器人进行了运动分析,使用ADAMS软件对机器人进行运动仿真计算,研制了机器人实验样机,搭建了机器人管道内部运动适应性实验平台,在水平管道和坡度管道情况下对机器人运动特性开展了实验及分析。研究结果表明,该机器人在圆形管道中具有较好的运动适应性能。

基于键合图法对单环路轮系线性系统的稳定性研究

采用键合图法建立XP型和PX型单环路轮系精确的数学模型,经计算分析得出轮系的动态特性和系统的稳定状态,该法解决了传统建模法对复杂轮系建模精度低的问题。根据齿轮传动系统的结构属性,引入模块化建模理念,并建立P型定轴模块和X型周转模块的结构图。以此为基础,采用模块化建模法分别建立XP型和PX型单环路轮系的结构图。根据键合图法的建模机理和优势,采用键合图法分别建立XP型和PX型单环路轮系精确的动力学模型。采用数值仿真法,分别获得XP型和PX型单环路轮系的动态响应情况,结合动态系统的极点-零点图、伯德图、奈奎斯特图和尼科尔斯图等4个指标,分析、评价轮系的动态稳定性。经研究得出:在线性系统中,XP型单环路轮系的稳定性比PX型单环路轮系要好。

液动仿袋鼠弹跳机器人单腿动力学分析及仿真

提出了液压能驱动的仿袋鼠跳跃机器人驱动方案,并采用拉格朗日方法建立了袋鼠四自由度单腿跳跃的动力学方程。在此基础上,依据袋鼠跳跃的运动数据,按照所建立的动力学方程求得了一个运动周期内三个关节液压缸的驱动力的变化规律。建立了仿袋鼠机器人的模型并依据求得的仿袋鼠跳跃机构驱动力的变化规律,进行了运动学及动力学仿真。与袋鼠跳跃运动录像资料所得数据进行了对比分析,证实了所提出的驱动方案的可行性以及所建模型的正确性。

“双高”背景下探索高职院校创建光子制造专业生态条件

高职院校创建光子制造专业在国内尚属首次,针对高职院校在开办该专业时的难度高和无经验参考,导致高职院校在光子制造专业人才培养参与度不高的问题。该文从宏观政策和专业属性两个层面作为切入点,深度剖析光子制造专业教育生态条件对高职院校开办该专业的制约因素。然后,采用教育生态系统的基本思想构建出光子智能制造技术的生态条件,再结合各类生态条件的基本属性,开辟出多层次、互融互助式育人模式,提出了对育人质量进行全方位的评价机制,破解了各类教育生态条件对光子制造技术人才培养建设的制约,为后续更多高职院校参与光子制造专业的人才培养建设提供参考。

探索高职院校创建特色产业专家工作站新格局

高职院校根据自身专业优势创建特色产业专家工作站,开启产学研联合人才培养新模式,可有效解决区域经济发展不协调的问题。首先,在区域政策的引导下,高职院校结合自身专业和师资优势并联合企业,汇聚社会高水平人才创建特色产业专家工作站。其次,以项目为载体,以技术研发和技术服务为宗旨,服务解决区域中、小、微企业的技术难题,促进区域产业技术升级。最后,将技术成果转化为经典案例反哺课堂教学。实践经验表明,该工作站能够更好地服务于区域企业的技术发展,提升企业的市场竞争力。同时,提升人才培养质量,为区域经济发展输送高质量的建设人才。

基于6自由度的关节机器人动力学研究

在6自由度关节机器人的结构设计过程中,对6自由度关节机器人的动力学特性进行了研究。建立了六自由度关节机器人的模型,用拉格朗日方法,建立了机构的的动力学方程。结合样机,运用软件对机器人进行仿真分析,给出了机器人各关节转角、关节驱动力矩随时间的变化规律。

基于运动学的机器人轨迹规划研究

针对6自由度关节机器人轨迹规划问题,建立机器人的运动学方程,采用虚拟样机仿真的方法计算机器人各关节角速度和角加速度随时间变化的数据,同时采用拟合算法对数据进行轨迹化处理。建立了关节机器人实验平台,将关节空间轨迹规划参数运用到机器人上,使用激光跟踪仪测量机器人末端轨迹数据,通过机器人末端位置稳定时间和位置超调量来评估轨迹规划的有效性,实验结果表明:该方法所得轨迹平滑可控,可实现机器人按规划运行要求。