面向太阳翼对接的调姿机构模糊自适应阻抗控制

为了实现航天器与太阳翼的柔顺对接,以六自由度并联调姿机构为研究对象,提出了一种基于阻抗控制的接触力控制策略。首先,建立了对接件与待对接件间的阻抗模型,将接触力误差量转换为位置修正量。其次,基于阻抗控制,引入了自适应控制器,解决了阻抗控制目标参数固定的弊端,提高了控制系统对环境的适应性。同时,加入了模糊控制器,实时在线调节阻抗参数。最后,基于Adams和Simulink进行联合仿真,仿真结果验证了所提方法的有效性。

机载显示器调姿机构设计分析

显示器是机载显控台上重要的人机交互界面。为提高机载显示器人机工效水平,提出了一种显示器调姿机构的设计方案。调姿机构主要由控制器和电动推杆组成,与显示器连接后可驱动实现显示器的俯仰和前后位移运动。本文基于伺服系统闭环控制原理,根据显示器的重量、姿态调节要求等条件,对调姿机构每个组成部分进行合理设计,使得其达到了重量轻、体积小、结构强度高的要求。通过结构动力学仿真分析验证了所设计的调姿机构能够满足机载振动条件要求,可用于指导机载显控台人机工效优化设计。

飞机大部件调姿机构磨损预测模型的构建与仿真

针对飞机大部件调姿机构球铰磨损量预测问题,提出一种含间隙的球铰磨损模型.根据球铰的几何结构构建运动学模型;采用含迟滞阻尼系数的连续接触力模型与改进Coulomb摩擦力模型建立球铰的动力学模型;结合Archard方程建立球铰的磨损模型.为了能够获得接触表面的磨损分布情况,将磨损表面离散,借助Hertz接触理论计算接触力的分布,并以离散后的单张曲面为单元分别计算与保存单张曲面磨损量.针对一种四定位器的调姿机构,模拟调姿过程进行仿真计算,结果显示:单个球头表面磨损分布并不均衡,4个球头之间的磨损分布情况类似,但是磨损量存在一定的差异.该磨损模型能够用于调姿机构寿命的预测,并对调姿机构的机械设计提供参考.

两自由度并联调姿机构的静力分析

介绍了一种两自由度的并联微动调姿机构的结构特点,推导出调姿机构的运动学逆解,并进行了其静力学正方程和逆方程的计算,给出其雅可比矩阵及其逆,为该并联调姿机构的受力分析和设计,提供了理论基础。

机器人调姿机构最佳参数的实现

喷浆机器人的纵向进给装置的调姿机构是一种油缸驱动的连杆摆动机构。纵向进给装置在工作过程中要实现左右±３５°的摆头运动。在极限位置时既要能达到调姿范围要求，又不能使驱动产生机械自锁与干涉。为此，对纵向进给装置的调姿机构采取了优化设计，并获得了很好的效果。

基于Simulink的两自由度并联调姿机构动态仿真

介绍了一种两自由度的并联微动调姿机构的结构特点,推导出调姿机构的运动学逆解,以及其速度方程和加速度方程,并且运用MATLAB/Simulink实现了机构动态仿真,进行仿真计算,最后给出相应仿真结果。

基于并联原理的调姿机构位置分析

并联机器人已成为机器人研究与应用的一个热点。并联机构与串联机构在结构和性能上都存在对偶关系[1 -2],而且并联机构的逆运动学问题比较容易 ,这有利于轨迹规划。本文对一种基于并联原理的新型调姿机构建立了数学模型 ,给出了它的位置方程 。

一种两自由度并联调姿机构的设计

介绍了一种两自由度的并联调姿机构的结构特点,讨论了这种机构在较小调姿角度情况下的运动学位姿反解和正解,对此机构的可能应用及结构设计中的一些问题也作了分析。

航空制孔末端执行器中调姿机构的设计与实验

针对飞机装配中的机器人制孔垂直度问题,设计了一种双偏心盘调姿机构.首先采用4个激光传感器测量工件制孔点处的法向量,求出钻头中心线与调姿平面的交点.然后计算调姿机构需转过的角度,调姿电机驱动该调姿机构对钻头姿态进行调整.该机构的特点是在保持钻头顶点不动时,调整钻头姿态.因此,避免了二次移动钻头位置.最后,在ADAMS中对该调姿机构做了仿真,并在机器人制孔平台上做了制孔实验,验证了其原理的正确性.

一种六自由度调姿机构的运动学与误差分析

在非晶带材的生产中,喷嘴包相对于固定的冷却辊的位置和姿态是决定非晶带材质量的关键因素。为了对喷嘴包进行位置和姿态的调整以满足工作要求,因此设计了一种具有串并联特征的六自由度调姿机构。通过D-H法建立了调姿机构的运动学模型,进行了正向、逆向运动学求解,得到末端的位姿矩阵和调姿机构的逆解公式,为调姿机构的位姿调整提供了依据。通过对调姿机构进行位姿的误差分析和灵敏度分析,得到调姿机构末端的位姿误差仿真曲线和各运动参数对位姿误差的灵敏度大小,为提高喷嘴包调姿机构的精度提供了重要的理论依据。

采煤机液压调姿牵引机构的仿真研究

为改善采煤机整机受力状态,避免牵引机构损坏事故的发生,在常规牵引机构的基础上进行改进,提出了一种采煤机的液压调姿牵引机构。应用ADAMS软件建立仿真模型,给出基于Hertz碰撞理论的行走轮与齿轨接触碰撞力的计算方法和主要仿真参数的设置依据。以牵引阻力为变量,对比常规牵引仿真结果,研究调姿机构的使用对整机运动特性的影响,同时分析液压缸阻尼系数的变化对仿真结果的影响。结果表明:液压调姿牵引驱动采煤机行走可以有效改善采煤机整机受力状态,提高采煤机行走的平稳性,液压缸阻尼系数较低会引起运动起步阶段的不稳定,但是波动幅值及时间均在工程允许范围内,进一步说明调姿机构对采煤机行走系统的适用性。

大型光学望远镜副镜位姿精调机构的优化设计

分析了大型光学望远镜副镜位姿精调机构的性能要求,提出了基于Gough-Stewart平台机构的副镜位姿精调机构的2个设计准则:运动精度准则和刚度准则。选取Gough-Stewart平台机构的2个角度尺寸参数和3个无量纲化的线性尺寸参数作为设计变量,分析了各设计变量对机构性能的影响规律;提出了与设计准则相对应的2个全条件性指标:运动传递精度指标和刚度指标,按照统一目标法的乘除法构造统一目标函数,建立有约束单目标优化问题数学模型。针对机构性能比较的实际需要,以普适空间替代全条件性指标中的可达工作空间。针对选定的设计变量定义域,以改进的遗传算法计算得到机构参数的Pareto最优解。结果表明,当动定平台的半径比为1.095时,机构性能最优,相对于动定平台的半径比≤1时的最优解,运动传递精度指标提高了0.7%,刚度指标减少了4.0%。本文的优化设计方法及最优解为位姿精调机构的优化设计提供了参考。

一种圆柱类部件调姿的分布式并联机构误差分析

为提高分布式并联调姿机构的对接精度,减少系统误差的影响,从机构布放误差、参数测量误差和机构控制误差3个方面分析了误差原因,并定量分析了各误差的影响程度。以船舶大型推进轴系为例,搭建了船舶轴系对接试验台架,验证了误差分析的正确性,为复杂环境下的圆柱类大型零部件的高效、高精度对接装配提供了参考。

锥形飞行体部段自动柔性对接机构的设计

针对国内各类锥形飞行体部段对接装配以人工操作为主,生产装配效率低、装配质量不稳定和安全隐患多的现状,设计一种用于锥形飞行体部段对接的自动柔性对接机构。该机构可根据产品不同锥形部段,采用多自由度平台为依托,运用姿态测量算法对对接的不同部段进行位姿检测与对接姿态规划,满足不同锥形部段之间的自动柔性对接装配,位移调整的相对精度达到0.01 mm,角度调整的相对精度达到0.01°。结果表明:该机构可有效提高飞行体总装效率、装配质量,消除装配安全隐患,填补国内锥形飞行体部段智能对接装配技术的空白,满足当下国防产品产能迅速发展的需求。

煤矿井下采煤机姿态调整牵引机构的应用研究

针对现有采煤机单列调姿机构工作时存在的冲击振动大、侧向力大,影响采煤机工作稳定性的缺陷,提出了一种新的基于液压浮动支撑的调姿牵引机构,并利用仿真分析软件对其工作时的动态特性进行了研究,结果表明新的调整牵引机构能够显著地改善采煤机运行时的受力,极大地改善了采煤机的运行特性。

基于理想驱动力的中机身调姿多项式轨迹规划

为实现飞机中机身的自动对接装配,提出一种新型的冗余驱动中机身自动调姿机构。该机构由4个离散的定位器组成,定位器1和定位器3的底层滑块、中间层滑块、伸缩柱都有独立的驱动;定位器2和定位器4只有伸缩柱有独立的驱动,其他方向均为随动。定位器通过球铰式工艺接头与托架相连,托架通过勾头螺栓与中机身保持固连。联动控制所有定位器,实现中机身位姿的自动调整。该调姿机构工作空间大、调姿部件大,既具有冗余驱动的优点,又避免了冗余驱动数过多导致控制系统复杂的不足。针对中机身调姿的特点,提出基于理想驱动力的中机身多项式轨迹规划方法。仿真实验结果表明,该轨迹规划方法高效、可行。

移动并联式六自由度转运调姿方法研究

针对大型航天相机长距离转运和快速精确自动调姿需求,提出一种基于全向移动平台和3RPS并联调姿机构的移动并联式六自由度调姿方法。首先,测得相机当前姿态和目标姿态,推导二者位姿矩阵;通过运动学模型反解全向移动平台和并联调姿机构的各轴运动参数,将多轴耦合的空间六自由度完全解耦;建立全向移动平台和并联机构的运动学模型,实现上述运动参数的驱动;最后,进行了调姿算法试验,结果表明,调姿设备能够快速精准实现大型相机任意姿态向目标姿态的自动化柔性姿态调整,全向移动平台移动精度优于0.3 mm,旋转精度优于0.05°,并联机构杆长精度优于0.5 mm,验证了自动调姿的准确性。

基于图像识别的管道组对工艺自动控制系统设计

为确保管道组对的精确度,提出基于图像识别的管道组对方法。设计了一种管道自动对中调姿机构,并使用Solidworks软件对其进行了三维建模和运动仿真,以评估其结构设计的合理性。根据整体视觉测量方案,成功搭建了视觉测量系统的硬件平台,并对系统硬件进行了选型。研发了一款基于SQLServer数据库框架的视觉测量和控制软件,它将系统标定、图像采集处理、图像模糊抗噪及位姿解算等多项功能融合为一体,为用户提供了全方位的图像采集处理和控制体验。经过对管道组对平台的测试试验,证明了所提测量方法在精确度方面的优势。

航空制孔机器人末端执行器高精度制孔方法研究

铆接是飞机装配中的一种重要连接方式,铆接孔的垂直度精度对铆接质量有重要影响。传统的手工制孔存在加工质量低、工作强度大和效率低下等问题,已经不能满足高精度和高质量的飞机装配要求。针对飞机蒙皮铆接孔垂直度精度的自动制孔问题,提出了一种高精度的自动制孔方法。采用四点曲面测量方法获得制孔点法线,并通过双偏心盘调姿机构来实现制孔点法线与钻头轴线的重合,实现了高精度的制孔。在航空制孔机器人上进行了制孔试验,试验结果验证了该方法的正确性和有效性。