除冰机器人磁力矩驱动除冰方法建模与仿真

为除掉高压线路覆冰和针对电机驱动的除冰机器人体型笨重而导致增加高压线负荷和增大能耗损失的问题,首次提出一种取代电机驱动除冰装置的磁力矩驱动方法:利用载流线圈在高压直流磁场中受到的安培力力矩作为旋转驱动,驱动除冰装置实现除冰。通过分析高压直流输电线路周围的磁场特性和满足机器人磁力矩驱动要求建立了实现磁力矩驱动的物理模型,对磁力矩进行了理论计算并分析了磁力矩与物理模型参数之间的关系;利用软件对磁力矩驱动模型进行仿真,将磁力矩的仿真结果与理论计算值进行比较分析,结果表明,提出的磁力矩驱动物理模型正确有效。

受限空间下打纬机构力矩平衡分析及其调控策略

针对打纬机构惯性打纬力与打纬阻力不平衡造成的不利影响,建立打纬机构的力学模型,以四连杆打纬机构为例,确定打纬机构结构方向的调节方法,考虑空间受限情况进行定量仿真分析,对比分析不同调节方案对驱动力矩和输出力矩的影响,并分析不同杆长设计参数带来的运动特性。仿真结果表明:通过增设平衡构件和改变杆长比例可以有效地调控惯性打纬力;当打纬力不足时,转动惯量与角加速度后打纬力矩分别提升了约14.5%与3%,共同调节提升约17.8%;当打纬力过大时,通过尺度调节后力矩降低了约7.6%;转动惯量和角加速度是惯性打纬力的主要控制变量,通过调节这两个变量可满足不同条件下的织造工艺需求,并为打纬机构尺度及结构设计提供理论参考。

一种基于优化驱动力矩的四杆机构的设计方法

目前市场上,绝大部分常规电风扇的摇头机构都采用双摇杆机构,风扇在摇头过程中,驱动电机输出扭矩的轴受到交变力的作用,驱动电机和传动机构长期受到交变力,相关轴套易磨损破坏等,导致驱动电机末级齿轮与次末级齿轮间隙进一步加大,易产生齿轮噪音,内部各零件配合进一步变大,使用寿命减短。基于matlab和ansys通过机械原理和有限元受力分析,对机构的设计和受力分析研究,设计更合理的双摇杆机构,优化驱动电机所受交变力峰值和突变,改善齿轮噪音,确保机构运行稳定性,延长驱动电机使用寿命,能有效提高产品可靠性。

连杆蝶阀驱动力矩计算

连杆蝶阀优良的性能使之广泛应用于冶金、石化、化工、电力等行业,通过对连杆蝶阀驱动力矩进行分析计算,得出驱动力矩计算式,根据理论计算更为合理地选择驱动装置,将更充分地发挥其经济价值。

大间隙磁力传动系统驱动力矩的计算方法

提出了行波磁场驱动的大间隙磁力传动系统，通过磁场分析，以系统电磁体4个磁极状态之一的NS（电磁体左极表示为N，右极为S）为例，对电磁体的空间磁场分布进行研究，建立了系统空间磁场数学模型；通过数值计算和推导，建立了系统驱动力矩计算模型；以Matlab为平台对大间隙磁力传动系统的驱动力矩计算模型进行解析求解，并应用ANSYS软件对系统的驱动力矩进行仿真．研究结果表明：通过增加线圈匝数、线圈通电电流和永磁体磁化强度，减小电磁体和永磁体间耦合距离，将电磁体和永磁体的相对位置沿y方向两侧（左侧或右侧）置于5～10mm范围内等方法，可提高系统的驱动力矩．

履带车辆转向时最大驱动力矩的计算

履带车辆转向时不仅要克服行走阻力,还要克服转向阻力,该文对不考虑车体重心偏移时的转向驱动力矩进行了研究,并在此基础上着重研究了考虑重心偏移时的转向驱动力矩的计算方法,进行了实例计算和比较分析,可知横向偏心距对总的转向阻力矩没有影响,而纵向偏心距对其有影响,且随纵向偏心距的增加转向阻力矩减小;只考虑纵向偏心距,而不考虑横向偏心距时,转向时驱动力矩小于不考虑重心偏移时的驱动力矩;当只考虑横向偏心距,而不考虑纵向偏心距时,转向驱动力矩最大。当履带车辆原地转向,且只存在横向偏心距时靠近偏心一侧的履带的驱动力矩最大。

大间隙磁力传动系统参数对驱动力矩的影响

根据大间隙磁力传动系统的工作原理及成人生理指标对轴流式血泵的工作要求,设计并搭建了用于系统驱动力矩实验研究的装置。通过改变系统中电磁体和永磁体沿Z轴方向的耦合距离、电磁体和永磁体沿Y轴正、负方向的相对位移,以及电磁体线圈通电电流等参数,进行系统驱动力矩的实验研究,得到各参数对驱动力矩的影响规律,为系统的优化设计提供了依据。

基于加权矩阵的过驱动并联机构驱动力矩调节法

建立了一种平面三自由度过驱动并联机构的运动学方程,并基于虚功原理和等效力方法得出了其动力学模型。分析了过驱动机构动力学方程逆解问题的特点,提出用一种新的优化目标(即加权范数最小方法)来协调分配驱动力矩。将驱动器的额定输出力矩与实际工作力矩之间的差值定义为该驱动器的继容力矩,在此基础上给出了加权系数的选择准则。根据所提出的局部调节或全局调节准则来选择加权系数可以调节相应驱动器输出力矩,在一定程度上可以均衡各驱动器的继容力矩。数值计算结果表明,该方法对于防止部分驱动器输出力矩过大和保证系统稳定有一定的作用。

轮式摆动车身车辆越障所需最小驱动力矩及影响因素

建立了轮式摆动车身车辆越障时的动力学模型。根据这类车辆的结构特点,以单侧车轮越障为例,分析了车辆的运动状态,给出了越障所需的驱动力矩,同时分析了重心位置对越障所需驱动力矩的影响。利用ADAMS对车辆越障进行仿真,证明了所提方法的正确性。

摆动车身车辆越障过程模型及所需最小驱动力矩

为了研究具有摆动式车身车辆的越障性能,根据其结构特点建立了单侧车轮越障和两前轮同时越障过程的普遍动力学模型,通过简化给出了2DOF铰接车在越障极限位置时的动力学模型。根据该模型能够计算出满足附着条件下各个驱动车轮的可行输出转矩。经进一步分析求出了越障所需的最小驱动力矩。并利用ADAMS对2DOF铰接车越障过程进行仿真,证明了所提方法的可靠性。

基于粒子群算法的空间机械臂关节驱动力矩优化设计

采用绝对节点坐标方法对空间柔性机械臂臂杆进行动力学建模,采用自然坐标法对机械臂关节进行建模,最终得到刚柔耦合的空间机械臂动力学模型.对冗余自由度机械臂进行逆运动学分析,由规划的末端轨迹得到了含自运动项的关节转角轨迹.利用动力学方程中Lagrange乘子的物理意义,对机械臂系统进行逆动力学分析,推导了关节轴瓦与轴颈在运动过程中受到的关节驱动力/力矩.利用粒子群算法优化机械臂的自运动项,得到了最小化的关节驱动力矩能耗,从而形成了一种冗余空间机械臂关节驱动力矩优化设计新方法.在平面三连杆柔性机械臂进行了数值仿真,仿真结果表明:所提出的方法在实现末端轨迹跟踪的同时,能有效降低关节力矩能耗;得到的关节力矩连续性好,能够满足工程实际需要.

基于关节驱动力矩的自由飞行空间机器人捕捉目标控制算法

本文研究了自由飞行空间机器人 (FFSR)关节驱动力矩的求解算法及在其基础上的捕捉目标控制算法 .首先 ,建立了计算 FFSR关节驱动力矩的求解算法 ;其次结合基于广义雅可比矩阵的分解运动速度控制法提出了一种捕捉目标的力矩控制算法 ;最后 ,计算机仿真验证了本文提出算法的有效性 .

滚仰式导引头稳定平台动力学建模及驱动力矩计算

为指导滚仰式导引头稳定平台控制系统的设计,结合李群理论,分析了稳定平台运动学描述方法,推导了广义坐标形式的动力学方程.该动力学方程不仅考虑了加速度力矩,而且综合了质量不平衡力矩、框架耦合力矩及弹体运动产生的干扰力矩等非线性力矩.在此基础上分析了导引头跟踪沿光轴切线飞行的目标时的角速度、角加速度参数.最后针对某滚仰式导引头原理样机,数值计算滚转轴的最大驱动力矩为1.828N·m,俯仰轴最大驱动力矩为0.015 6N·m.

自由飞行空间机器人的关节驱动力矩求解算法

本文首先分析了自由飞行空间机器人（ Ｆ Ｆ Ｓ Ｒ）的速度和加速度关系，在此基础上建立了计算 Ｆ Ｆ Ｓ Ｒ 机械手各连杆的速度和加速度的递推公式；其次基于 Ｌｕｈ 等人针对地面机器人提出的 Ｎｅｗ ｔｏｎ Ｅｕｌｅｒ 动力学算法，开发了适用于 Ｆ Ｆ Ｓ Ｒ 的关节驱动力矩的递推算法；最后，用计算机仿真验证了本文提出的关节力矩算法的有效性．

采用混合算法优化的3-PRRR并联冗余机械手驱动力矩研究

为了降低平面3⁃PRRR并联冗余机械手驱动力矩,提高机械手运动平台运动的稳定性,采用混合算法优化机械手运动参数,并对驱动力矩进行仿真验证。针对传统非冗余机械手驱动系统进行改进,给出了平面3⁃PRRR并联冗余机械手简图,设计了冗余机械手驱动系统,采用雅克比矩阵对冗余机械手运动平台运动轨迹进行转换,推导出冗余机械手3个分支闭环运动轨迹方程式。引用粒子群算法并进行改进,添加了遗传算法中交叉和变异操作,设计出了混合粒子群算法。采用混合算法优化冗余机械手运动参数,通过MATLAB软件对冗余机械手3个分支驱动力矩变化进行仿真,与优化前进行对比。结果显示:优化前,平面3⁃PRRR并联冗余机械手驱动力矩较大,整体波动幅度较大;优化后,平面3⁃PRRR并联冗余机械手驱动力矩较小,整体波动幅度较小。采用混合算法优化平面3⁃PRRR并联冗余机械手运动参数,可以降低机械手驱动力矩,减少冗余机械手运动系统能量消耗。

具有最优初始位形的冗余度柔性杆机器人关节驱动力矩优化

提出一种在最优初始位形的基础上进行冗余度柔性机器人全程驱动力矩最优规划的方法，动力学数值模拟表明，这一方法可以取得比较好的效果。

自由飞行空间机器人的关节驱动力矩递推算法及其仿真

由于空间特有的微重力环境和卫星本体重心不固定，机械手和卫星本体之间存在运动学和动力学耦合作用，已有针对地面机器人提出的计算关节力矩的 Ｎｅｗ ｔｏｎ Ｅｕｌｅｒ 法和地面机器人的控制策略不能直接应用于自由飞行空间机器人（ Ｆ Ｆ Ｓ Ｒ）的研究报告．文中首先分析了 Ｆ Ｆ Ｓ Ｒ 的速度和加速度关系，在此基础上建立了计算 Ｆ Ｆ Ｓ Ｒ机械手各链杆的速度和加速度的递推公式；其次基于已有的针对地面机器人提出的 Ｎｅｗ ｔｏｎ Ｅｕｌｅｒ 动力学算法，开发了适用于 Ｆ Ｆ Ｓ Ｒ 的关节驱动力矩的递推算法；最后。

平面凸轮机构驱动力矩计算的向量键合图法

针对凸轮机构的驱动力矩计算问题,提出了相应的向量键合图方法。基于凸轮机构的运动约束条件,阐述了建立平面凸轮机构向量键合图模型的一般方法,揭示了其所包含的动力学原理。在混合因果关系的情况下,推导出系统驱动力矩(驱动力)的统一公式,特别适用于计算机自动计算。通过实例说明该方法的有效性。

驱动力矩对汽车转向驱动分岔的影响分析

为研究驱动力矩对汽车动力学稳定性的影响,以引入驱动力矩的5自由度汽车二维非线性动力学模型为基础,利用前轮转角作为中间变量,建立了相应的7自由度自治系统模型,分析了不同驱动方式下,驱动力矩对汽车转向驱动分岔的动力学特征的影响。以前轮驱动汽车为例,利用相空间、状态变量时间序列、功率谱密度和李雅普诺夫指数分析了驱动力矩对转向驱动分岔特征影响的动力学演变过程。结果表明:驱动力矩的大小将直接影响汽车动力学系统的分岔特征,在分析汽车的动力学分岔特征时应同时考虑前轮转角和驱动力矩两个分岔参数的影响。

驱动力矩对汽车动力学特征的影响

为分析驱动力矩对汽车系统动力学特征的影响,以魔术公式为基础建立了引入驱动力矩的五自由度(纵向速度、侧向速度、横摆角速度、前轮角速度和后轮角速度)汽车系统平面运动的非线性动力学模型;以后轮驱动系统为例,通过多初值点的相空间分析、单初值点的时域分析及相应轮胎力的分布特征分析,探讨了前轮转角为0时恒定驱动力矩对汽车动力学特征的影响;通过对恒定驱动力矩试验的进一步分析,计算了系统状态变量的分岔图.结果表明:在零转角条件下,随着驱动力矩数值的增大,五自由度汽车动力学系统将发生分岔现象;驱动力矩对汽车的动力学特征存在明显的影响.