为了提高输出力矩较大的液压机械臂类机器人的人机物理接触安全性,本文设计了一种液压伺服被动柔顺关节,首先介绍了该关节的结构、基本工作原理及液压控制系统动力学模型,然后借助MATLAB/Simulink工具箱建立关节系统模型并进行碰撞仿真实验,还通过模拟实验优化了相关参数。模拟结果表明,液压伺服被动柔顺关节具有良好的柔顺性,能够迅速对意外碰撞进行位置反馈调节。

为满足液压机械臂工作时输出高刚度,碰撞时变刚度实现柔顺性,让机器人在不同工作条件和场景下具有相应的柔顺性,设计了一种兼具阀控泄漏量和浮动位的液压伺服柔驱机构。首先,介绍该关节结构和变刚度原理;其次,利用Amesim建立其动态仿真模型,确定阀控泄漏量和浮动位半径范围;然后,利用MATLAB/Simulink建立其刚度仿真模型,分析单个因素与关节变刚度的关系;最后,基于MATLAB拟合关节刚度多元非线性回归方程,并通过程序实现刚度初始散点和拟合四维曲线对比图。仿真结果表明:在保证较好的动态特性时,该柔驱机构刚度能在较宽范围内连续可调。

以液压摆动油缸叶片密封为研究对象,基于断裂力学理论,建立叶片密封疲劳寿命预测公式;采用Mooney-Rivlin本构模型表征密封件的力学行为,利用ABAQUS对密封件进行仿真分析,研究预压缩率和工作油压对叶片密封疲劳失效寿命的影响;应用疲劳... 展开更多

提出的一种STEDF的可视图建模方法,可有效的提高环境模型建模效率,并且使移动机器人在路径规划的算法更加高效。在环境模型中通过删减融合一些不必要障碍物的手段,利用机器人所在的起始点、目标点和障碍物之间的关系,在不对路径规划的结果有影响的情况下建立一种极大程度下减少可视边的可视图。该方法在前期的环境建模中由于可视边是移动机器人的路径的原因,所以节约了很多环境建模的时间。根据有效的仿真结果可知,这里的方法极大程度的使路径规划算法的速率在原来的基础上取得了非常大的进步。

为了实现灭火机器人火源寻踪,同时避免单一模糊控制器中由于输入变量个数太多造成的模糊规则数量庞大,提出一种分层模糊控制的灭火机器人火源寻踪控制策略。首先设计一种分层模糊控制系统,底层模糊控制器将灭火机器人左边、前面以及右边的红外温度传感器和红外火焰传感器探测到的火源信息进行反馈式融合,得到关于火源方向的模糊向量;上层模糊控制器利用机器人上左方、前方以及右方的三个超声波传感器探测到的障碍物距离信息和火源方向进行火源寻踪。然后利用MATLAB进行两种火场情况下火源寻踪仿真分析,仿真结果表明灭火机器人在火源寻踪过程中排除了干扰热源的影响,避开障碍物后准确到达了火源点。

基于Fluent软件提供的计算方法和物理模型,利用动网格及UDF技术对旋转液压伺服关节运动过程进行了动态数值模拟.通过动网格技术较好地解决了因阀体运动而导致的计算区域瞬时变化的问题.分析了工作腔排量、阀芯转速、阀芯输入转角、系统压力和外负载力矩等参数对关节动态响应特性的影响.结果表明：该关节的工作腔每弧度排量取2.7×10-5 m3最为合适,同时还发现阀芯输入转角、系统压力和外负载力矩等参数均对关节动态特性影响较大,而阀芯转速对其影响较小.所得结论可为关节的优化设计、试验提供理论参考.

针对蛇形灭火机器人中,直流电机输出力矩小,液压驱动系统易燃等缺点,设计出一种水压自伺服摆动缸作为蛇形灭火机器人的驱动装置,以解决蛇形灭火机器人驱动力不足和阻燃性不好等问题.通过建立水压自伺服摆动缸的数学模型,得到了系统的传递函数.通过MATLAB的Simulink仿真模块对该模型进行了动态特性仿真分析.仿真结果表明,水压自伺服摆动缸动态响应快、跟随性准确而稳定,而且抗干扰能力强,总体性能较好。

为了获得结构性能优越的易控液压转角伺服关节，介绍了该关节的基本构成及工作原理，建立了该关节数学模型，借助Matlab的Simulink工具模块对该模型进行了动态特性仿真分析。通过仿真，讨论了阀口、通油油道和控制腔等结构参数与该关节的性能关系。在此基础上，确定了对应的结构参数使易控液压转角伺服关节具有优越动态特性。仿真结果表明，该关节能实现快速、准确地跟随，同时具备较强的抗干扰能力。