为了准确辨识出机械臂动力学参数,提出了多变异策略花授粉算法的参数辨识方法。分析了PUMA560机械臂结构和工作原理,使用改进的牛顿-欧拉方程建立了驱动力矩与动力学参数的函数关系。以驱动力矩反算值与实际值的误差最小为目标,建立了动力学参数优化模型。从原理层面分析了花授粉算法在迭代后期进化能力弱、易陷入局部最优的原因,提出了带随机机制的定向变异策略和均匀变异策略,将两种变异策略融入到花授粉算法中,得到了多变异策略花授粉算法。使用多变异策略花授粉求解优化模型,经实验验证,从辨识精度、力矩反算值与实际值相关性等两个角度讲,多变异策略花授粉算法的辨识结果远优于花授粉算法,证明了多变异策略花授粉算法在参数辨识中的有效性。

针对凿岩机执行钻凿工作时的第Ⅰ类“卡钎”溶洞卡钎工况时钎杆突然凿入溶洞使钎杆卡死的问题,提出一种防卡钎阀和防溶洞(Ⅰ类)卡钎液压控制系统。基于溶洞(I类)卡钎工况产生时凿岩机系统的变化情况,设计卡钎液压控制系统,详细描述该系统及防卡钎阀的工作机理;设计了防卡钎换向阀,控制两个液控口给凿岩机输送液压能,以实现凿岩机轻冲击和重冲击两种状态的施工需求,可快速有效预防卡钎事故、稳定可靠,并对该系统进行了详细地仿真分析。结果表明:系统回转液压马达的流量受系统节流阀孔通径的影响较大,受回转压力的影响较小;根据轻冲击时冲击能应尽量减小且重冲击时的冲击能应尽量取大值的原则,选择轻冲击控制节流阀和重冲击控制节流阀的通流孔径分别为2.3、7.5 mm时,系统有良好的凿岩效果,验证了防卡阀在预防防溶洞(第Ⅰ类)卡钎有较...

在液压凿岩机凿岩掘进过程中,钻孔深度及岩石负载等因素的变化会导致钻孔偏斜。针对此问题,提出一种液压凿岩机的钻孔纠偏控制系统,并详细分析该控制系统纠偏的工作原理,建立其控制系统的数学模型,揭示凿岩机推进系统的推进力与凿岩所需的轴压力之间的关系。在此基础上,构建液压凿岩机的钻孔纠偏控制系统仿真模型;对水平钻凿和垂直钻凿不同的岩石硬度工况进行仿真研究,得到液压凿岩机推进系统的轴推压力变化曲线。结果表明:在凿岩机钻凿过程中,钻凿岩石硬度的不同导致凿岩机推进油缸的回油压力产生较大变化,分析得出凿岩机推进系统的推进力与实际钻进过程所需的推进力不匹配是钻孔偏斜的主要原因,验证了液压凿岩纠偏控制系统的可行性和可靠性;为液压凿岩装备钻凿防偏斜技术提供了理论与技术支持。

基于方位特征集（POC）理论,提出了一种串联机构拓扑结构的自动综合方法,对串联机构拓扑结构进行了数字建模,给出了自动综合步骤并做出人机交互界面。首先,用矩阵对串联机构进行数字化描述,然后,利用穷举法对运动副方位配置关系列举,用算法实现方位特征集自动求解,筛选出满足要求的机构,并设计出GUI人机交互界面。提出的自动综合方法具有普遍性的意义,综合出的机构具有完备性,为计算机对机械系统自动化分析提供方便,使自动化实现具有可操作性。

基于方位特征集理论（Position and Orientation Characteristic,POC）,揭示并联机构拓扑结构分析的理论内涵,建立基于神经网络的并联机构拓扑结构描述方法,提出一种基于神经网络的并联机构拓扑结构自动分析算法。详细说明了并联机构POC集神经网络模型以及模型中对应的6种算法规则,并给出该方法的主要步骤及实例分析。首先,通过对并联机构拓扑结构分析的理论分析,归纳出其本质;其次,基于神经网络理论基础,对并联机构拓扑结构描述数字化表达;此外,通过分析并联机构POC集自动分析的本质内涵,建立并联机构POC集神经网络模型以及提出6种模型算法规则。最后通过实例分析证明了并联机构POC集自动分析算法的正确性和有效性。