在对交通锥回收机械手摆动控制系统工作过程中所存在问题进行分析的基础上,介绍了一种电液比例摆动控制系统,推导出了该系统的数学模型,并利用Matlab/Simulink进行仿真分析,仿真结果表明系统具有较好的动态性能,但其相位裕度不满足工程实践稳定性储备的要求。为此,设计了PID调节器对系统进行校正,再次仿真结果表明,校正后的系统比校正前具有更高的相位裕度和幅值裕度,提高了系统的稳定性储备。

介绍了玻璃管垂拉切割机器人整体结构和机身升降电液比例控制系统的原理,建立了系统数学模型,用Matlab对系统进行仿真,并对玻璃管的位置误差进行了分析。

基于一种双平行四杆机构与齿轮关节串联式的交通锥回收机械臂,针对其存在的回收效率低,且固定传动比的齿轮关节难以实现最优运动轨迹的问题,采用可变传动比的沟槽凸轮关节对其进行改进设计。首先,在对机械臂进行运动分析的基础上,以最小主臂转角为优化目标,根据交通锥运动要求确定约束条件,建立运动轨迹优化模型,求得机械臂最优运动轨迹;然后,根据优化后的运动轨迹,采用解析法求解沟槽凸轮的理论轮廓线,进而得到沟槽凸轮的实际轮廓线;最后,利用Adams进行仿真验证。结果表明,交通锥回收机械臂主臂转角减小8.1%,缩短了液压缸的工作行程,改善了液压缸的受力情况,提高了交通锥回收机械臂的工作效率。

基于一种交通锥回收机械手液压缸铰接点位置对交通锥回收稳定性的影响,研究了其液压缸铰接点位置与交通锥运动、受力之间的关系,建立了以最小化交通锥水平加速度峰值为目标的液压缸铰接点位置优化模型,通过罚函数将有约束优化问题转化为无约束优化问题,形成了新的目标函数,利用粒子群优化算法,求得液压缸铰接点位置的最优解。对优化前后的模型进行仿真,仿真结果表明,在满足液压缸最大工作压力限值的前提下,液压缸铰接点位置的优化大幅度降低了交通锥水平加速度的峰值,提高了交通锥回收的稳定性。