通过MATLAB机器人工具箱为配网带电作业所用的UR10机器人建立数学模型,通过对其运动学计算和路径规划等影响机器人作业效果的重要问题进行仿真分析,为机器人更好完成配网线路带电作业这种复杂、危险的作业任务提供了理论依据。

为满足配网带电作业机器人作业任务要求,提出一种基于激光雷达点云的电气设备识别方法。采集点云后,进行预处理操作,清除干扰点并保留作业区域的点云。基于几何特征,初步检测电杆和绝缘机械臂,然后利用电杆与机械臂之间的几何约束条件,通过最小二乘法对识别结果进行迭代优化。利用所获得的电杆和机械臂构成结构所提供的几何信息,进一步处理电力线点云,实现电力线点云识别。实验表明,该方法能快速、准确、稳健地从作业区域的激光雷达点云中分割和识别电杆、机械臂和电力线,为机器人执行各种后续作业任务提供充足信息。

液压系统的扰动力、参数变化和摩擦力等因素都会影响串联机械臂的控制精度.为加强对串联机械臂关节的控制,提出基于状态反馈的高精度控制技术,通过Jacobian(雅可比行列式)矩阵伪逆法构建串联液压机械臂的动力学模型,获取机械臂的状态向量.基于状态反馈设计自适应模糊滑膜控制器,采用重力补偿算法对串联液压机械臂的控制结果进行补偿,从而提高控制精度.实验结果表明,本文方法控制串联液压机械臂时,可在5 ms内控制串联液压机械臂保持平稳,不存在振动现象,并且定位运动误差较小,控制精度高,表明运用此控制技术下的机械臂关节跟踪和控制的精度高、振动抑制能力更强.

平衡阀是工程机械最常用的限速元件,在实际应用过程中,某些工况下经常出现尖锐的啸叫噪声。针对某型高空绝缘作业平台液压系统的内缩型平衡阀的噪音问题,建立了内部流场的数学模型,指导数值计算各参数的选取。利用Fluent数值仿真软件,对不同入口压力和阀芯开口工况下的气穴和噪声进行了液气两相流仿真,揭示了气穴和噪声的产生和变化过程,同时研究了流道壁面的噪声分布情况。最后对特定工况下的噪声进行了实验研究,结果表明在某些特定频率下,噪声幅值很高,随着负载增大,噪声越高。研究为后续高空绝缘作业平台液压系统的降噪提供了指导。

针对齿轮泵的困油问题,给出一种齿轮泵卸荷槽的综合设计方法,并基于计算流体技术完成其内流场特性的仿真分析研究。首先,在某型外啮合齿轮泵基本结构基础上,对卸荷槽进行综合设计,提出具体的设计方法并给出设计结果;进而通过计算机CAD技术建立齿轮泵三维模型和流道模型,并利用Pumplinx进行该型齿轮泵的内流场特性模拟仿真,对比仿真结果与试验数据,误差在5%以内,验证了采用的仿真技术能够有效实现该型泵的特性分析;最后,将综合设计的卸荷槽与3种典型卸荷槽进行特性预测及对比,可以表明:相比其他3种典型卸荷槽结构,综合设计的卸荷槽可以有效地缓解齿轮泵啮合区域的困油压力,并减小齿轮泵的流量脉动,有效地改善了齿轮泵的困油现象。所得出的结论对高性能齿轮泵的设计及仿真研究具有一定的工程实践意义。