Operation and Force Analysis of the Guide Wire in a Minimally Invasive Vascular Interventional Surgery Robot System

To develop a robot system for minimally invasive surgery is significant,however the existing minimally invasive surgery robots are not applicable in practical operations,due to their limited functioning and weaker perception.A novel wire feeder is proposed for minimally invasive vascular interventional surgery.It is used for assisting surgeons in delivering a guide wire,balloon and stenting into a specific lesion location.By contrasting those existing wire feeders,the motion methods for delivering and rotating the guide wire in blood vessel are described,and their mechanical realization is presented.A new resistant force detecting method is given in details.The change of the resistance force can help the operator feel the block or embolism existing in front of the guide wire.The driving torque for rotating the guide wire is developed at different positions.Using the CT reconstruction image and extracted vessel paths,the path equation of the blood vessel is obtained.Combining the shapes of the guide wire outside the blood vessel,the whole bending equation of the guide wire is obtained.That is a risk criterion in the delivering process.This process can make operations safer and man-machine interaction more reliable.A novel surgery robot for feeding guide wire is designed,and a risk criterion for the system is given.

GMAW焊送丝机PWM可逆调速系统

目前普遍使用的晶闸管送丝机系统,存在动作噪声大、寿命低、系统响应速度慢、功率因数低等缺点,难以满足高质量GMAW焊的需要。采用特制的高频可逆调速电机驱动电路配合低惯量的印刷电机,研制了一种适用于GMAW(熔化极气体保护焊)焊接电源的新型可逆调速送丝系统。试验证明,该送丝系统送丝平稳可靠,送丝速度的线性度好,可调节范围宽,电枢电压惯性小,完全可以满足高质量GMAW焊工艺对送丝系统性能的要求。

电弧喷涂送丝系统的阻力分析

对电弧喷涂送丝系统的阻力进行了分析,指出送丝阻力由两部分组成:一部分是丝材塑性变形引起的变形阻力,另一部分是丝材在送进过程中由于摩擦的存在而引起的摩擦阻力,并分别讨论了它们的影响因素以及各自的计算方法,其中送丝导管的形状对送丝阻力的影响较大。送丝阻力是受其制约因素影响而变化的,它是影响送丝速度稳定的因素。

水下焊接机器人智能潜水送丝系统的研制

文中针对水下机器人焊接的特点,研制了一种可用于水下熔化极气体保护焊的全数字智能潜水送丝系统.以数字信号控制器(DSC)级ARM CortexTM-M4架构的STM32F405RGT6微处理器为控制核心开发了全数字控制系统;设计了基于电机电枢电压负反馈的脉宽调制型半桥可逆斩波的送丝驱动电路,以补偿负载转矩变化带来的送丝速度的变化;开发了基于电涡流式接近开关的焊丝状态检测模块,实现了焊丝状态的非接触、实时监测.实验结果表明,所研制的系统能可靠地监测焊丝状态,在送丝软管状态变化的情况下能够均匀、稳定地送丝,送丝速度变化率小于±3.5%,远低于国家标准规定的数值.

送丝电机电动势取样反馈转速控制技术的研究

研究了在不使用附加测速装置的条件下 。

内孔电弧热喷涂装置及涂层结构的研究

为了实现给铝制发动机缸体内壁喷涂铁基耐磨涂层,设计并制造一种新型的适合直径80 mm及以上内孔的电弧喷涂装置。利用所设计的喷涂装置,采用08Mn2Si作为喷涂丝材,分别选用不同的电流和不同的喷涂距离进行喷涂,通过对涂层微观组织比较分析得出,采用电流70 A和喷涂距离70 mm时,完全可以满足对直径80 mm及以上内孔的喷涂,进而对涂层结构研究时发现,在涂层中具有大量铁基氧化物,涂层结合界面上没有大的氧化物、孔隙及夹杂,涂层结合强度高且涂层组织结构由外部到内部基本一致。

高压管汇自动焊接系统——送丝机构设计(一)

针对目前送丝机构存在的送丝速度不稳定等问题,提出了以8051单片机为核心的自动控制方案。在介绍送丝机构原理的基础上,通过总结现有送丝机构的特点,采用AUTOCAD2005软件绘制了送丝机构总装图,并对送丝滚轮、导电嘴、焊丝盘等全部零件进行了设计计算,选择了配套标准件;以PROE三维设计软件绘制的送丝机构三维立体图,可从多方面展示了所设计的产品,并检验了整套机构的装配性能。围绕拟定的自动控制方案,以8051单片机为核心设计了具体应用电路,并对主要执行部件——步进电机进行了选型设计,从脉冲分配、电机转向、驱动要求等方面提出了对控制系统的要求,给出了以汇编语言编写的主要控制程序。全套系统功能完善,结构简单,具有送丝稳定、调节方便、适应能力强等特点。为方便用户使用,最后给出了整套送丝机构的故障类型及维修方法。

水下机器人局部干法焊接系统

针对核电站优质水下焊接修复需求,研制了一套局部干法水下机器人焊接系统.以DSC微处理器为核心,结合二次逆变主电路,设计了全数字多波形柔性输出的大功率水下焊接电源;采用电枢电压反馈控制、高频斩波脉宽调制及动静密封技术,开发了紧凑型潜水送丝装置;针对焊接局部保护和排渣难题,开发了基于收缩喷管原理的双气帘结构微型排水罩.集成专用水下焊枪、机器人、视觉系统等,搭建水下机器人局部干法焊接试验平台,开展水下焊接试验.结果表明,研制的局部干法焊接系统样机性能可靠,引弧成功率高,焊接过程稳定,焊缝成形美观.

高稳定性电弧喷涂刚性送丝机的设计

目的解决传统电弧喷涂送丝机的局限性,特别是柔性送丝结构存在的送丝速率低、送丝波动大等问题。方法设计了刚性送丝结构,进而成功研制了高稳定性电弧喷涂刚性送丝机,并通过送丝速率测试、喷涂电流测试及喷涂焰流观察等对比性试验,验证了设计的有效性和可行性。结果在无喷涂状态下,传统柔性送丝机和文中研制的刚性送丝机的送丝速率均随送丝电压的增大而增大,且刚性送丝速率呈近似线性变化趋势,而柔性送丝速率具有一定随机性。在相同送丝电压下,刚性送丝的速率高于柔性送丝,即具有更小的送丝阻力;且刚性送丝机两侧丝材送进平均速率的同步误差均小于3%,而柔性送丝机的同步误差为5%左右,说明刚性送丝机具有较好的送丝同步性。同时,柔性送丝机的送丝速率波动率为10%左右,而刚性送丝机的仅为2%左右,说明刚性送丝机在无喷涂状态下具有优异的送丝稳定性。在喷涂状态下,刚性送丝机和柔性送丝机的喷涂电流波动率分别为4.76%和29.36%,且刚性送丝机的喷涂焰流比柔性送丝机的更加集中稳定,说明刚性送丝机在喷涂状态下也能保持良好的送丝稳定性。结论刚性送丝结构可以有效减小送丝机的送丝阻力并保证两侧丝材送进的同步性,使送丝过程具有更高的稳定性。

GTAW用送丝装置研制

开发了一套GTAW焊机器人配套用送丝装置。在CO2 焊送丝机基础上增加了一级减速器 ,调速电路采用自行设计的测速负反馈控制系统。送丝速度调节范围达到 50～ 350 0mm/min ,网压波动和送丝阻力变化时 ,送丝速度变化率在1 5%以内 ,完全满足自动GTAW焊的需要。

一种基于单片机控制H桥式送丝调速系统

针对埋弧焊送丝调速系统正向、反向运行和速度实时调节的特点,采用PIC16F874单片机研制成功了一种H桥式送丝调速系统。该系统将换向和调速功能集成在一起,能够快速、可靠地实现送丝速度的调节,克服了传统送丝调速系统电路设计复杂、响应速度慢等缺点。在程序设计中引入电枢电压负反馈配合电流正反馈的调节方式,使电机运行速度更加稳定;同时,专门设计了引弧和收弧子程序,不仅提高了引弧的成功率,而且避免了收弧时容易出现的焊接缺陷,使焊接过程更加稳定。

不同馈线形式对风电场保护影响的研究

目前国内外风电场集电线路一般采用架空线、电缆直埋和架空线与电缆混合等不同类型线缆,为了研究不同类型并网风电场采用不同馈线形式时对风电场保护的影响,在Matlab/Simulink下建立了含恒速异步和变速双馈风电场的电力系统仿真模型,基于不同类型风电机组构成的风电场内部集电线路分别采用架空线和直埋电缆,分析了当风电场集电线发生故障时风电场等效电路和集电线末端继电器测得的短路电压和电流,研究了不同类型集电线故障时对风电场保护的影响。仿真分析结果表明:风电场集电线路故障时,不同类型的风电场和相同风电场内部采用不同类型集电线路时,对风电场保护的影响也有所不同。

基于工业以太网的喂线机钢包炉精炼系统

讨论了基于以太网的喂线机钢包炉精炼系统的工作原理、主要功能和软硬件设计 ,介绍了SIE MENSS7 30 0型PLC及SIEMENSHMI人机界面的设计方法和实际应用结果。

基于遗传算法的模糊控制送丝系统

高质量的焊接在很大程度上决定于送丝机构的性能 ,模糊控制相对于传统的 PID控制 ,具有更高的系统鲁棒性和稳定性 .而模糊控制的三个因子对控制器的性能有很大的影响 ,常规的模糊控制都是采用人工的多次现场调试来确定 ,不仅费时 ,而且也不能得到最优的控制性能 .采用遗传算法来寻优整定模糊控制器的参数 ,以送丝系统的跟踪误差为目标函数 ,采用二值编码的遗传寻优整定 ,不仅得到了最优性能的模糊控制送丝系统 ,而且使其设计过程大大简化 .最后通过仿真比较 。

超深涌水水平孔绳索取心钻具投送和打捞技术

为了精准查明拟建隧道沿线地质情况,通常采用水平孔绳索取心钻探技术。在超深涌水水平孔绳索取心钻进中,投放、打捞内管总成钻具和打捞器是施工中的难题。因此从研制专用水平钻机、选择大功率泥浆泵、封隔分流涌水、设计绳索取心钻具送绳器、定制专用内平绳索取心钻杆等几方面开展研究。全面分析了泥浆泵压力、钻杆内径大小、钻孔深度、钻杆的密封性、钻孔涌水量、涌水压力、孔壁间隙等因素对投送内管总成钻具和打捞器速度的影响,实现了高效、低成本、绿色钻探技术集成。经过精心组织,成功完成了千米级的大涌水水平孔绳索取心钻探施工,精准查明了隧道洞身段工程地质条件,取得了满意的技术效果,为隧道设计和施工提供了安全保障,也为超深涌水水平孔钻探提供了经验。

高压管汇自动焊接系统——送丝机构设计(二)

围绕拟定的自动控制方案,以8051单片机为核心设计了具体应用电路,并对主要执行部件——步进电机进行了选型设计,从脉冲分配、电机转向、驱动要求等方面提出了对控制系统的要求,给出了以汇编语言编写的主要控制程序。全套系统功能完善,结构简单,具有送丝稳定、调节方便、适应能力强等特点。

基于8051单片机的送丝机控制系统

送丝速度对焊接质量与效率有较大影响。针对现有焊机送丝机构存在的送丝速度不稳定等问题,以8051单片机为核心,研究了计算机化的送丝机构自动控制系统,给出了硬件原理图的关键部分,分析了影响送丝质量的几个关键测控因素。该系统具有动、静态品质优良,送丝稳定,调节方便,结构简单,适应能力强等特点。

计及绞线表面粗糙度的大风区接触网正馈线舞动响应研究

为研究兰新高铁大风区接触网正馈线的表面粗糙度对其舞动响应的影响,首先,以结构动力学理论为基础,将正馈线等效为一种弯曲的梁,建立正馈线力学模型并推导出舞动微分方程。其次,在有挡风墙环境下,计及正馈线表面粗糙度,利用Fluent软件对正馈线模型进行仿真,得到不同风速下的正馈线相关气动系数。最后,对正馈线进行受力分析,将相关流体参数代入舞动微分方程得出正馈线的舞动响应。研究结果表明:在大风状态下,相对于简化的光滑导线表面,考虑表面粗糙度时,正馈线水平、垂直舞动幅值会明显降低,气动系数进一步减小,并在正馈线导线尾部产生较大漩涡且漩涡脱落模式发生了显著变化,故针对绞线气动特性的研究不可忽略其表面粗糙度产生的影响。

FDM工艺中送丝电机可调速控制系统的设计与实现

介绍了送丝电机可调速控制系统的设计,包括硬件电路的设计和控制算法及软件的实现。验证表明,采用本文提出的控制系统,电机在稳定工作阶段,运行速度平稳,满足送丝电机可调速控制系统的要求。

药芯焊丝分选机的设计与研究

为提高药芯焊丝的成品率,在对药芯焊丝分选机进行运动学和动力学分析的基础上,对药芯焊丝分选机构的整体系统进行设计,完成了药芯焊丝分选机定向机构的设计。在进行模态分析后,得出第1阶模态固有频率是对物料输送起关键作用的固有频率。改变板弹簧参数,观察板弹簧参数对固有频率的影响,为机器后续的调试提供理论依据。经样机给料实验,分析其实验数据进行结构改进,改进后的装置在其振动强度为70 Hz时,筛出的不合格品中合格品比例均能达到企业优选需求。