蠕动式X-Y-θ微动工作台的设计实现

提出了一种新颖的 X- Y-θ微动工作台。利用单一压电元件驱动及柔性铰链机构传动获得平面上 3个自由度的运动 ,并与电磁夹紧机构配合实现蠕动式进给 ,使平面工作台具有高的位移分辨率、大的工作行程和简洁的结构。工作台的核心部件柔性铰链传动机构采用对称设计 ,有利于运动的导向。通过力学分析 ,对柔性铰链机构进行了参数选择。测试了工作台的性能 ,柔性铰链机构刚度的实测值同理论值接近。运动速度大于 1 0μm/s,位移分辨率小于 0 .1μm。

新型蠕动式管道机器人设计

为提高管道机器人的自适应能力,运用自锁原理设计试制了一种新型蠕动式管道机器人.该机器人行进过程中,不需对管壁施加额外压力,就能适应水平、竖直、弯曲管道,并且对不同管径、不同截面的管道有一定的适应性.机器人的基本结构采用了伸缩式伞架机构,根据设计要求推导出其伸缩机构的受力情况和支撑机构与管壁的自锁原理;完成了支撑结构、联接机构的设计;建立了丝杆推力与平行四边形推动力的关系;并利用提出的设计方法制作了样机,并完成了样机试验.结果表明,该机器人牵引力大,自锁性能好,能够在内径为90-150 mm的管道中行进,并能够顺利通过弯道.研究结果可为管道机器人的设计提供参考.

气动蠕动式缆索维护机器人的研制

本文研制了一种用于斜拉桥缆索的检测、清洗和涂装等维护作业的气动蠕动式缆索机器人 .该机器人分上体和下体两部分 ,由气缸实现移动、夹紧和导向功能 .其能用于大直径范围的缆索 ,牵引力大 ,安全可靠 .

三腔蠕动式主动阀压电泵设计与实验研究

针对无阀压电泵截止性能和工作输出压力的不足,设计了一种新型三腔蠕动式主动阀压电泵,分析了蠕动式压电泵的工作原理,对蠕动式压电泵的结构进行了研究,建立了压电泵的核心部件——阀的结构模型.采用ANSYS软件对阀的结构参数进行了优化,得到了阀结构优化参数,并制作了压电泵实验样机,对压电泵的流量、背压进行了实验测试.实验结果表明:该主动阀压电泵输出水的最大流量为220mL/min,最大正向背压为15.8kPa,且泵气能力远大于泵水能力,最大泵气量为5142mL/min.该压电泵在医疗器械、液体冷却、生物工程等领域有广阔的应用前景.

基于ANSYS的偏心蠕动式转子泵转子强度分析

针对偏心蠕动式转子泵液力端的几何结构及运动特性,分析了转子平面蠕动运动过程中的受力以及约束情况,并结合偏心蠕动式转子泵实际设计参数,计算和分析了泵工作过程中的6个工况点的载荷和约束.基于ANSYS有限元软件,建立了转子三维模型,并对其进行了六面体SWEEP网格划分;采用准动态模拟方法对非金属材料的聚甲醛转子强度、刚度进行数值模拟计算,得到了6个工况点中转子应力及变形数据.结果表明,采用聚甲醛材料的转子在泵工作过程中所受最大应力远小于材料许用应力,强度、刚度均满足要求.数值模拟结果为偏心蠕动式转子泵可靠性设计提供了理论依据.

蠕动式石油井下爬行器液压系统的设计与研究

针对在水平井和大斜度井的测井、钻井等作业过程中,测井仪等工具无法靠重力下放到工作井段的问题,对大牵引力蠕动式爬行器的液压系统及其技术参数、压力特性进行了研究,提出了一种以工作液为液压传动介质的连续油管蠕动式大牵引力爬行器。根据爬行器工作原理,设计了爬行器的液压系统,根据井下作业的要求,确定了液压系统中各液压控制阀的技术参数,利用AMESIM仿真软件对该液压系统进行了建模,设置了合理的系统参数,进行了液压系统的性能仿真分析研究,获得了爬行器液压系统中安全阀、前后卡爪切换控制阀、前后推进缸切换控制阀等主要控制阀的压力特性曲线。研究结果表明:所研究设计的液压系统可以有效保证爬行器运动的可靠性,各控制阀的参数可以保证爬行器足够的牵引力,为后续样机的研制提供了理论依据。

计算机视觉检测系统在蠕动式点胶机中的应用

针对传统点胶过程一直是开环控制,严重依赖操作人员的经验并且性能可靠性不高的现状,分析了计算机视觉研究的对象与方法,提出了利用计算机视觉检测系统对胶体完成精确检测或精确定位,结合多通道模式,大大提高系统的实时性,实现了蠕动式点胶系统的闭环控制,解决了开环控制精度不高、稳定性不好的问题。应用表明,该系统是实用的、有效的。

基于GT运动控制器的蠕动式点胶机的设计

提出了以工业PC机为核心、采用SGT400-SV运动控制器控制的三轴联动蠕动式点胶机的数控系统设计方案。重点介绍了对滴胶影响较为严重的Z轴的体系构成、累积误差的消除方法,并对点胶时序进行了说明。从硬件、软件两个方面对蠕动式点胶机系统架构进行设计,实践证明该蠕动式点胶机达到了预期效果。

蠕动式排水管道机器人研制

简要综述了国内外排水管道清淤作业机器人的结构方案,分析了各自特点和局限性。提出了一种基于组合机构的新型蠕动式排水管道机器人。给出了机器人主要结构组成,以及行走机理分析,建立了其行走运动模型和驱动力矩分析模型,给出了主要影响参数以及数值分析。最后,建立了机器人的虚拟样机,完成了其虚拟样机仿真分析。综合理论数值分析和虚拟样机仿真分析验证了方案的可行性和设计理论及分析结论是正确的。该方案的排水管道清淤作业机器人具有大拖动力、作业距离长的特点。

蠕动式软体管道机器人设计及测试

基于硅橡胶材料的超弹性特征,参考蠕虫类生物结构和运动特点,以六棱柱型驱动器和圆柱型驱动器为机器人主体,设计了一种蠕动式软体管道机器人,并分析该机器人在管道中的两种运动模式。结果表明,所设计的蠕动式软体管道机器人结构和运动模式是可行的。

大型油罐蠕动式喷涂机器人

在分析目前洞库油罐喷涂机器人(第1代)所采用的卷扬式提升机构现存问题的基础上,提出用液压自主蠕动式升降机构来替代卷扬式提升机构,由此形成鲜明特色的第2代喷涂机器人,并对其结构组成和运动原理进行分析,以及采用新结构后在液压系统、整体结构等方面做了改进。

蠕动式管道机器人结构设计与运动特性分析

为提高管道机器人在管道内行走的安全性及可靠性,本文针对管径为457 mm的天然气运输管道,设计一款液压驱动蠕动式爬行管道检测机器人,用以对管道内壁的损伤及管体腐蚀开裂情况进行离线检测。根据管道内工况需求,利用蠕动爬行原理对管道机器人整体结构设计。计算管道机器人的驱动能力和越障能力,并采用多体动力学仿真技术对其进行分析,得出管道机器人运行过程中所能达到的最大驱动力及能够通过的最大障碍高度,并制作了物理样机并对其各项性能进行测试。结果表明:管道机器人的运动特性与理论分析结果一致,机器人运行过程平稳可靠,能够保证足够的管道通过性能及驱动能力,可实现复杂工况下的运行和检测。

蠕动式步行机器人研究

提出了一种可在复杂地面环境下行走的蠕动式步行机器人本体结构 .该结构采用一种地面被动适应技术 ,使得腿部可根据地面情况自动调整伸缩长度 ,以获得较为稳定的支撑 .机器人依靠本体变形及被动适应地面的方法产生步行 ,在很大程度上简化了步行过程中复杂的动作协调控制问题 .根据机器人的结构特点 ,给出了两种步态规划方式 .仿真试验表明 ,该机器人控制简单 ,运动灵活 。

蠕动式点胶机控制系统的设计与研究

针对目前国内点胶机在控制系统和操作平台上存在的不足,以及传统的蠕动式点胶机出现的胶体堆积、点胶不均匀的问题,分析了蠕动泵的泵体特点和流量的关系,推导出一种蠕动泵和点胶头互补的运动关系,并以此设计了一套以触摸屏为人机操作平台,以独立运动控制器为数控核心的三轴联动蠕动式点胶机的控制系统。经试验证明,采用该控制系统大大提高了点胶精度。

采用蠕动式微进给机构的微细电火花加工装置

介绍了一种采用蠕动式微进给机构的微细电火花加工装置 ,尝试微细电火花加工的实用化和装置本身的微小型化。内容包括该装置机构的设计制作及初步的加工实验结果 ,特别是蠕动式微进给机构提高输出推力。

基于开关电源的蠕动式压电驱动电源研究

研制了一台被动箝位蠕动式直线压电驱动器专用驱动电源。电源电路主要由信号发生电路、升压电路和斩波电路组成。信号发生电路采用51单片机作为核心元件,实现3路频率可调的控制信号。升压电路基于反激式开关电源的工作原理将低压直流转换为高压直流,实现输出电压的连续调节。斩波电路采用半桥斩波的方法将升压电路的输出电压进行斩波,产生驱动器控制电压,实现驱动器的运动控制。

一种大推力的蠕动式压电直线电机

介绍了一种新型大输出推力的压电直线电机———微脊式蠕动直线电机 ,该电机采用微脊式箝位结构 ,极大地提高了电机的输出推力 ,其输出推力可达 5 0 0N。这种微脊式直线电机有可能成为今后压电直线电机的商品化市场的新产品方向。

蠕动式缆索机器人模糊故障树分析与应用

运用模糊故障树理论建立了以完成攀爬作业的机器人总故障为顶事件的故障树,计算了样机系统发生故障的模糊概率,对蠕动式缆索机器人进行定量分析,得出在不同置信水平下蠕动式缆索机器人发生故障的概率区间值,解决了传统故障树分析无法解决的基本事件——难以精确赋值时的故障分析,使得维修人员对缆索机器人的故障诊断从单凭经验的盲目诊断上升到理论化和系统化高度,为提高蠕动式缆索机器人的可靠性水平提供了依据。

蠕动式管内移动机器人的研究

本文研究了蠕动式管内移动机器人的行走过程,提出并实现了超越式管内行走的方法,采用此方法可以提高机器人的行走速度。 引言 随着科学技术的发展,现代化的生产和人们的日常生活中使用了大量管道,多数管道中输送的是具有腐蚀性的介质,有的管道中输送的是剧毒或放射性介质。若这些管道产生裂纹、漏孔会造成介质泄漏,引起事故甚至发生灾难,所以对管道的检查、监测工作非常重要。研制管内移动机器人正是要解决管道检查、监测这一难题。

一种新型蠕动式微小管内机器人的研制

针对管径为18-20 mm的细小管道,本文研制了一种新型的蠕动式微小管内机器人,采用三组直流减速电机和螺杆传动装置,通过控制三组电机顺序协调动作,实现机器人的蠕动爬行。该机器人由三个单元组成:前后部分为支撑管壁的爪结构单元,中间部分为蠕动单元,各单元之间用微型十字换向节连接。可搭载无损检测(non-destructive testing,NDT)传感器,能适应Φ18-Φ20 mm的管径,可通过曲率半径不小于80mm的弯管,移动速度为5-8mm/s,具有0-90°爬坡能力,可双向移动,其负载能力不小于1kgf,载重自重比可达6.67:1,机器人本体尺寸为Φ13 mm×190 mm,重约150g,实现了管道机器人的"微小化"和"大驱动力"的需求。