微创手术机器人多从操作臂系统结构设计

为提高微创手术机器人术前定位效率和末端可操作性,设计了一种新型微创手术机器人多从操作臂系统,其包括术前定位机构和远心机构两部分.该系统的基座可以安装3条手术器械臂和1条内窥镜臂.远心机构通过平行四边形机构实现末端不动点,在俯仰、翻滚、平移3自由度的基础上添加冗余自由度,增大了工作空间.为便于医生术前对远心机构高度的调节,在术前定位机构的重力补偿关节处通过恒力弹簧补偿远心机构的重力.在多从操作臂系统结构设计的基础上,对主动部分和被动部分进行了正运动学分析.术前定位机构是对机器人主动部分进行术前定位,手术过程中被动部分各个关节将被锁死.对主动部分进行了逆运动学和工作空间分析,通过将SolidWorks运动仿真的运动轨迹与Matlab运算得到的机器人末端运动轨迹对比,验证了多从操作臂系统结构的合理性和运动学的正确性.     

飞机主动侧杆摩擦补偿研究

针对飞机主动侧杆系统中存在非线性摩擦因素,导致在飞机主动侧杆伺服系统中位置跟踪不精确,侧杆跟随性能下降的现象,在三环控制的基础上研究了Stribeck摩擦补偿方法。对Stribeck摩擦模型开展研究,并通过实验辨识其参数,将摩擦模型引入到飞机主动侧杆伺服系统中设计摩擦补偿方法,通过前馈补偿的方式在三环控制的基础上实现摩擦补偿。通过仿真和实验,对侧杆伺服系统摩擦补偿的可行性进行了验证。实验结果表明,所研究的摩擦补偿方法,提高了系统的稳态跟踪精度,具有较好的动态响应性能。     

船用起重机主动升沉补偿系统时延的实时控制研究

针对基于液压驱动的主动升沉补偿系统在工作过程中所存在的非线性以及系统时滞等使系统稳定控制难度加大的问题,进行了基于广义预测控制的控制系统算法的设计;在系统控制稳定的基础上,引入极短期预报技术,解决了控制系统实时补偿输出总是滞后于起重母船升沉运动的问题,实现了主动升沉补偿系统对实时补偿功能的要求;最后在MATLAB/Simulink软件平台上,对采取广义预测控制+极短期预报相结合的主动升沉补偿系统时延实时控制方案进行了仿真试验,验证了该控制算法的有效性,为今后产品样机的研发提供理论依据。     

深海作业主动升沉补偿起重机

当前深海作业对海洋工程装备的要求不断提高，主动升沉补偿起重机应运而生。文中在国内外研究成果基础上，从环境适应性、补偿系统与起重机适配性、补偿系统与起重机功率集发等关键技术出发，介绍了起重机研制过程中的技术路线，设计制造了一种具有能量回收功能的深海作业主动升沉补偿起重机结构样机，采用折臂式结构形式和绞车式主动升沉补偿系统，并对样机进行试验验证，起重机起吊能力达到200t，试验结果与国外同类型吊机参数进行了对比总结，样机补偿精度超95%。     

用于车削加工的数控补偿刀架

为提高机床的加工精度,我们研制了在线测量柔性补偿系统,并已应用在卧式多轴自动车床上。该系统是将主动测量仪测得的已加工零件的尺寸误差经微机处理后,送给补偿刀架来补偿待加工零件的加工误差。它不仅能补偿确定性误差,还能补偿热变形、刀具磨损及随机因素引起的误差。这套系统包括主动测量仪、控制用微机软硬件及接口装置、补偿刀架三部分。前两部分已在《机床》 1987年第 5期和1988年第1期发表,这里只介绍数控补偿刀架部分。 一、结构特点及工作原理 如图1所示,刀夹11和底座14分别用螺栓固定在多轴车床纵刀架的装刀平面上。当步进电机1…     

磨加工主动测量控制仪尺寸预报功能研究

磨加工主动测量控制仪应用于磨削中,提高了磨削精度、磨加工效率与磨削的自动化水平。在深入研究主动测量与误差补偿控制的基础上,研究拓展主动测量控制仪的磨加工尺寸预报功能,预报磨加工过程中的超差,为机床系统修正加工状态提供指引。通过对磨加工过程进行分析,对尺寸预报理论的适用性进行研究,构建了磨加工尺寸灰色补偿式滑动平均组合预报模型。通过实验验证分析,模型平均相对误差为0.0067,均方根误差为0.3173,关联度为0.7682,尺寸预报应用于磨加工主动测量控制仪中,提高了主动量仪的精度与智能化程度,提高了磨加工系统地尺寸测量、预报与误差补偿控制的精度。     

1000hp主动式钻井升沉补偿绞车设计

根据钻井升沉补偿绞车关键参数,在研究国外主动补偿绞车方案、分析国内外现有的各种海洋浮式平台升沉补偿系统的基础上,考虑补偿绞车使用环境、使用工况等要求,并结合常规海洋绞车的设计经验,完成了1000 hp主动式钻井升沉补偿绞车设计,实现了具有自主知识产权的升沉补偿绞车设计。     

船用起重机升沉补偿系统建模与仿真

为了减小船用起重机在海上作业时风浪对吊装的影响,介绍了一种船用起重机的升沉补偿系统,建立了系统的动力学状态空间模型。取船的升沉运动位移作为系统输入量,通过选择不同的状态变量作为反馈量,仿真分析了悬停状态下被动补偿模式和主动-被动补偿模式下载荷位移的变化,最后根据仿真结果比较分析了两种补偿模式下的动态性能,确定了以串级控制方式作为主动-被动补偿模式的控制策略。     

节能型主动升沉补偿液压驱动系统设计及仿真研究

为了减小海浪、洋流对海上起重机作业稳定性的影响,保障海上作业安全进行,并针对当前主动升沉补偿系统动作频率高、能量损失严重等问题,分析升沉运动的补偿原理及系统节能潜力,设计了一种能够对负载势能进行能量回收的节能型主动绞车升沉补偿液压驱动系统,并对能量回收系统进行了具体元件的参数设计,应用AMESim软件建立了该补偿系统的仿真模型,并对典型工况进行仿真分析,研究系统的补偿性能及补偿过程中能量回收效率。结果表明,该系统可以实现较高的补偿精度,并且节能效果明显。     

波浪补偿技术在大型钢圆筒近海吊装中的应用

以委内瑞拉卡贝略港新集装箱码头工程钢圆筒防波堤施工为背景,在广泛调研近海施工环境下主动波浪补偿系统的基本工作原理和模块组成的基础上,结合本工程大型钢圆筒近海吊装的施工条件,介绍一种集主动波浪补偿技术和被动波浪补偿技术为一体的360 t波浪补偿系统应用方案。该系统不仅能有效地减小大型钢圆筒吊装过程中产生的附加动载荷,而且还能提高其就位精度,为大吨位的波浪补偿技术在海上施工工程中的应用进行了探索。