Posture Maintenance Control of 2-Link Object By Nonprehensile Two-Cooperative-Arm Robot Without Compensating Friction

In this paper, a method to posture maintenance control of 2-link object by nonprehensile two-cooperative-arm robot without compensating friction is proposed. In details, a mathematical model of the 2-link object is firstly built. Based on the model, stable regions for holding motion of nonprehensile two-cooperative-arm robot are obtained while the 2-link object is kept stable on the robot arms with static friction. Among the obtained stable regions, the robust pairs of orientation angles of the 2-link object are found. Under the robust orientation angles, a feedback control system is designed to control the arms to maintain the 2-link object's posture while it is being held or lifted up. Finally, experimental results are shown to verify the effectiveness of the proposed method.

基于ARM微处理器的气动变载荷摩擦磨损试验机测控系统

针对不同固体材料在不同条件下的摩擦磨损实验要求,设计了一种基于ARM微处理器的气动变载荷摩擦磨损试验机测控系统。采用气动加载方式,加载形式包括正弦波、方波、锯齿波、三角波、随机波等。气动加载采用Fuzzy-PID闭环控制,提高了动态加载性能。可通过测量实验中的摩擦力、摩擦系数、磨损量、温度、振动等参数来研究变载荷对材料摩擦磨损性能的影响。最后对A3钢材料的摩擦磨损性能进行试验,证明该试验机性能稳定,测控系统准确可靠。

基于ARM的摩擦焊机压力闭环控制系统的设计

设计了基于ARM的摩擦焊机压力闭环控制系统,该控制系统以S3C44B0X处理器为控制系统核心器件,以电液比例溢流阀为执行系统关键部件,并引入增量式PID算法对摩擦焊机顶锻压力进行控制。实验结果表明:该系统快速、稳定、可靠,且具有较强的抗干扰性。

基于自适应神经网络的工业机器人双臂协同鲁棒控制

为了克服机械摩擦、外界干扰和模型误差等不确定性对工业机器人双臂运动轨迹控制精度的影响,设计了一种基于自适应神经网络的工业机器人双臂协同鲁棒控制方法。首先,建立了带有各类不确定性的工业机器人双臂动力学模型;然后,通过构造障碍Lyapunov函数设计了带有不确定性的协同控制律,并设计了自适应神经网络对系统中的不确定性进行估计,从而得到工业机器人双臂协同鲁棒控制律;最后,利用Lyapunov稳定性理论证明了设计的协同鲁棒控制律能够将工业机器人双臂的轨迹跟踪误差、速度跟踪误差和不确定性估计误差约束在一个任意小的邻域内。仿真结果表明,设计的自适应神经网络可准确估计出工业机器人双臂系统中的不确定性,最大估计误差仅为0.04 N·m,提出的协同鲁棒控制律能够稳定、准确地跟踪轨迹控制指令,最大轨迹跟踪误差仅为1.3 mm,从而验证了设计方法的合理性。在三维空间固定坐标定位测试中,提出的协同鲁棒控制律与其他几种方法相比具有更高的控制精度,平均定位误差和最大定位误差分别仅为1.1 mm和1.4 mm,表现出了更强的鲁棒性和更优的工程适用性。

基于能量损耗的球轴承摩阻力臂计算方法

为了解决水工闸门滚动行走支承的球轴承摩阻力臂计算方法问题,从能量损耗角度出发,将球轴承的滚动摩擦简化为微观滑动、弹性滞后和黏着效应3种.其中微观滑动的接触面近似为圆形区域,其应力分布采用2个相似的"赫兹"应力分布式进行叠加,来满足接触边界条件;弹性滞后则是由于滚珠材料并不是完全的弹性材料引起的.当滚珠受外载荷作用时发生变形,在变形过程中由于材料内摩擦作用所引起的结构阻尼将消耗一部分能量,而这部分能量是产生弹性滞后的原因,弹性滞后与应变成正比;黏着效应与接触材料的表面能有关,当滚球在套圈内滚动时滚珠需要克服接触材料的表面能,在克服材料表面能的过程中需要消耗一部分能量,这部分能量就是产生黏着效应的主要原因.通过选用440C不锈钢、氮化硅、碳化硅和碳化钨等滚动轴承中常用的材料进行计算,研究发现球轴承的摩阻力臂与打滑比成正比、与载荷成反比.

击发装置关重件磨损特性分析及失效寿命预测

复拨器拨动子和拨动子轴是炮闩击发装置的关键零部件。复拨器拨动子支臂和拨动子轴支臂作用处磨损是导致不能开闩故障的常见原因。为了实现及时有效的预防性维修,采用其材料PCrNiMo钢制作销试样和盘试样,在MMS-1G型销-盘式摩擦磨损试验机上进行摩擦磨损试验,研究高速、高载、干滑动摩擦条件下的摩擦磨损特性与表面磨损机制,拟合得到磨损失效规律。在Pro/E和ADAMS环境下建立炮闩虚拟样机,基于动力学仿真获取复拨器拨动子支臂和拨动子轴支臂在自动开闩时的载荷谱,通过零部件外廓的离散化和外廓重构,预测其磨损失效寿命,为实现预防性维修提供决策依据。

挖掘臂动力学参数与液压缸摩擦力参数辨识

建立了挖掘臂单关节动力学模型及液压缸驱动力模型,将模型中的未知动力学参数及非线性摩擦力参数线性化表示。利用测量的系统压力及角度信息,分别采用带遗忘因子的递推最小二乘法及递推增广最小二乘法对系统参数进行辨识。对辨识所得的两个模型进行仿真,与实际系统对比分析结果表明,辨识模型能很好地逼近实际系统。误差对比分析结果表明:递推增广最小二乘法比带遗忘因子的递推最小二乘法误差减小约28%,对系统噪声有更好的鲁棒性。

扭力臂结构参数对缓冲器卡滞特性的影响研究

起落架缓冲器卡滞与否对飞行器起降安全极其重要。以某半轴支柱式无人机主起落架为研究对象,基于临界摩擦系数法建立了卡滞特性分析模型,发现在三点刹车载荷工况、左偏航载荷工况下存在卡滞隐患,进而分析了扭力臂位置角、扭力臂交点到下轴套距离和到支柱轴线距离等结构参数对缓冲支柱卡滞特性的影响。研究发现:扭力臂位置对该缓冲支柱卡滞特性其影响较大,安全角度范围为70度到100度,最佳角度为75度;扭力臂交点到下轴套距离和到支柱轴线距离对其影响较小,最佳长度分别为270mm和260mm。

挖掘臂的液压缸摩擦模型辨识与分析

挖掘臂的液压缸摩擦力使系统动态特性恶化,对其进行有效的摩擦补偿是提高控制性能的关键。为获得液压缸的精确摩擦模型,建立了铲斗关节动力学方程,方程中分别采用了库仑摩擦、库仑+黏性摩擦及Stribeck摩擦模型。针对系统中存在的有色噪声,采用了改进的递推最小二乘法辨识未知参数。将辨识的三种摩擦模型进行对比分析表明,Stribeck摩擦模型精度最高,能很好地预测液压缸驱动力。其中,Stribeck摩擦模型的辨识误差比库仑+黏性摩擦及库仑摩擦分别减少约8%与18%。

内拉式双曲肘机构的机械效率

内拉式双曲肘合模机构由于具有良好的运动特性以及机械效率,而被广泛使用于注塑成型机。考虑了旋转接头处的摩擦作用和曲肘连杆的轴向变形,提出一种新方法计算内拉式双曲肘机构十字头推力。采用C语言编程对该机构的机械效率作了数值分析。

外平开窗摩擦铰链受力分析

外平开窗摩擦铰链使用已久,但对其受力性能的了解一直是基于经验,缺乏理论阐述。本文利用有限元分析对其受力进行分析并总结规律。

装载机工作臂液压缸参数辨识

讨论了装载机工作臂液压缸承载状况与液压系统,在动力学分析的基础上,利用液压缸低速工作特性建立其平稳状态下的动力学模型,确定工作臂的结构参数,通过实验验证摩擦力参数,为实现装载机工作臂的精确控制提供有力的依据。

中美经贸摩擦背景下美国单边经贸制裁及其法律应对

美国单边经贸制裁主要包括贸易制裁和金融制裁,可分为直接制裁和次级制裁。次级制裁由于采取了域外适用的立法和基于扩展联系点而建立的"长臂管辖",从而产生了国家间管辖权的冲突。中国政府可考虑采用"阻断法令"方法,切断美国单边经贸制裁在中国的效力。中国也可采取必要的法律反制措施,抵消美国单边经贸制裁的功效。受美国单边经贸制裁影响的中国实体或个体可根据情况采取申请行政排除、和解、在美国法院诉讼及合同条款预防等法律应对方法。

锥面摩擦在拖拉机前轴与转向臂连接上的应用分析

研究了拖拉机前轴与转向臂连接的两种方式,着重对锥面摩擦联接方式进行了力学分析,结果表明在转向臂和立轴之间在预紧力作用下产生的力矩足以实现转向要求。

丛林飞车速度计算分析及研究

以丛林飞车为例,通过理论计算和虚拟样机技术,模拟滑行最大速度在不同摩擦系数下的仿真结果,表明轮轨系统的摩擦系数对丛林飞车的速度影响至关重要,讨论了滚动摩擦产生的机理,同时分析了影响摩擦系数的因素,根据力矩平衡推导出滚动摩擦系数的计算公式,说明滚动摩擦阻力不仅与法向载荷有关,而且与滚动体的材料、硬度及轮子半径等因素有关,为滑行车类游乐设施速度计算提供参考。

砼泵车臂架回转支承的力矩验证分析

通过理论与实践相结合的方法,对砼泵车臂架析拟定06.1390.03型交叉滚子式带外齿的回转支承进行力矩分析、验证。结果证明:各力矩符合回转支承的各项参数要求。这种计算过程对于其他大型工程机械等方面的回转支承验证分析有一定的指导意义。

六自由度双臂机器人动力学分析与运动控制

人形机器人运动过程中稳定持物是机器人领域的一个关键研究内容,作为人形机器人中的重要研究方向,六自由度双臂机器人合作抓持重物的稳定性和安全性难以保证。通过对机器人持物运动过程中的受力和运动分析,提出了基于配置构型评估和动力学分析的控制方法,有效解决了持物过程中的稳定性问题。通过对轨迹点的局部最优调整抓取姿态,利用双臂操作过程中受力分析,借助典型的Lu Gre摩擦模型,构建摩擦力和滑动接触数理模型,并进行动力学分析,在此基础上,提出了相应的控制方法。通过数值仿真,验证了在此控制方法下六自由度双臂能够平稳有效的持物运动。

RV减速器间隙及关节摩擦对医用机械臂动力学的耦合影响

为了探究减速器间隙及关节摩擦对医用机械臂动力学特性的影响,提高医用机械臂控制及摆位的精度,课题组以医用机械臂为对象,利用拉格朗日方程建立了包含RV减速器中心轮与行星轮之间的时变啮合刚度、啮合阻尼、齿侧间隙及关节铰接摩擦的动力学模型。仿真分析结果表明:由于时变啮合刚度、啮合阻尼、齿侧间隙的出现,医用机械臂角加速度出现非周期波动,且随着间隙的增加,波动幅值增大,而关节摩擦可以降低加速度波动的幅值,但会造成系统能量损失;同时,时变啮合刚度、啮合阻尼和齿侧间隙使医用机械臂末端在同一时刻到达位置出现偏差,运动出现时间上的延迟,关节摩擦使末端轨迹的误差进一步增加。

一种轴对称水下航行器模型摩擦阻力测试系统

为了研究轴对称回转体水下航行器模型所受到的壁面摩擦阻力,设计并实施了一套测试系统。该系统主要由一个回转半径为2.1 m的旋臂及环形水池、六分量天平、扭矩传感器、PIV系统以及相关的数据采集系统组成,可以实现最大线速度为15 m/s的试验工况。试验和分析结果表明,该系统在一定的速度范围内可以有效地测试航行器模型所受摩擦阻力,满足了设计要求。

医疗辅助机械臂关节处的球铰结构设计

针对医疗辅助机械臂在工作时的设计要求,在气动锁紧机构与医疗辅助机械臂环形小臂关节处采用球铰结构方案。球铰接在平时状态下是受摩擦力的作用处于锁死状态,当工作末端需要移动时摩擦力能够迅速消失,球铰接能够快速解锁。球铰结构的球头在平常状态下受预紧力的作用被锁死在球碗中,当需要解锁时,高压气体通入抵消预紧力,球头与球碗之间的摩擦力消失,这样就实现了解锁功能。