复杂多向耦合液压机械臂电气化优化设计

液压机械臂是一种高精度化控制的综合机械设备，在越来越复杂的工业化作业工况下，需要液压机械臂具备完善的多样化自动化功能，针对液压机械臂控制系统的电气化缺陷，在液压机械臂运动学基础上，进一步构建其控制系统的电气化拓扑结构，对电液耦合协调驱动、电气系统故障诊断以及运动控制进行优化设计，最后利用DOE实验设计方法进行验证，通过实验结果可以说明采用的电气化优化设计方法能够满足液压机械臂的电气化目标。     

混合动力汽车底盘液压控制系统集成化诊断方法研究

底盘液压控制系统是混合动力汽车底盘域中关键的系统，针对混合动力汽车底盘液压控制系统故障诊断精度下降，故障诊断覆盖率过低的问题，在混合动力汽车底盘液压控制系统结构和集成化诊断拓扑结构基础上，构建了关键部件的精细化模型，采用分段故障阈值方法对底盘液压控制系统进行故障检测，并对故障检测结果进行防抖处理，在构建的混合动力汽车底盘液压控制系统故障模拟实验平台进行故障注入试验，实验结果表明，所采用的故障诊断方法能够提高故障诊断速率和覆盖率，确保故障诊断精度。     

基于推理机的机械臂故障诊断专家系统优化设计

故障诊断系统是机械臂不可或缺的关键系统，针对机械臂故障诊断的非线性时变特性导致故障诊断效率下降的问题，在机械臂系统结构基础上，构建机械臂故障预测模型，输出故障特征比对后的故障残差统计信息，设计基于诊断规则推理机的专家系统，并借助AMESim硬件在环故障注入平台构建了实验环境，通过注入不同故障信号，模拟机械臂的多样故障，实验数据分析证明，设计的故障诊断专家系统能够高效地准确地检测出机械臂的故障。     

一种串联式液压机械臂PLC运动控制方法研究

串联式液压机械臂是一个复杂的连杆控制机构，针对复杂多变的运行工况下串联式液压机械臂的运动控制精确化需求，在串联式液压机械臂工作原理和运动控制系统结构基础上，构建了PLC主从式控制系统图，并设计了PLC控制程序，优化了运动控制系统的标定参数，在搭建好的串联式液压机械臂运动控制实验台架中进行调试测试，最后实验结果表明该控制方法能够快速提高串联式液压机械臂的运动控制精度，提升运动控制系统的响应能力。     

基于PLC技术的重载混联式液压机械臂运动优化控制方法研究

重载混联式液压机械臂运行在复杂多变的工作环境下，高负荷运行需要稳定的运动控制。针对重载混联式液压机械臂可变工况下运动控制失稳现象，在液压机械臂系统结构和动力学分析的基础上，对液压机械臂的模块间通讯进行优化，构建了基于CANopen的分布式通讯结构；利用PLC作为运动优化控制技术，设计了双闭环的运动控制策略；在真实模拟的重载混联式液压机械臂运动控制试验环境中验证控制方法的可靠性。实验结果分析可以看出，该控制方法能够快速的提升重载混联式液压机械臂运动稳定性和动态响应能力。     

液压挖掘机动臂的参数化建模研究

针对液压挖掘机工作装置中动臂模型设计时步骤繁琐、参数较多等问题,为了提高设计效率,利用数据库技术和UG软件的二次开发功能实现了液压挖掘机动臂模型的参数化设计。首先,通过UG软件对某型号挖掘机的动臂结构进行了建模;利用UG软件二次开发工具,并结合C++语言开发出了模型的控制程序和用户界面对话框;然后,运用数据库技术建立了动臂模型数据库,利用Access建立了动臂模型几何参数的数据库并注册了数据源;创建了对话框CDataChoice和CInsertDialog访问数据库,并调用模型的几何参数或对数据库中的参数进行了编辑和修改;最后,修改了系统的环境变量,通过输入或调用相关参数得到了所需模型。研究结果表明,该参数化设计方法可以大大简化建模过程,提高设计效率。     

Research on parameteric design of hydraulic excavator's boom

针对液压挖掘机工作装置中动臂模型设计时步骤繁琐、参数较多等问题,为了提高设计效率,利用数据库技术和UG软件的二次开发功能实现了液压挖掘机动臂模型的参数化设计.首先,通过UG软件对某型号挖掘机的动臂结构进行了建模;利用UG软件二次开发工具,并结合C++语言开发出了模型的控制程序和用户界面对话框;然后,运用数据库技术建立了动臂模型数据库,利用Access建立了动臂模型几何参数的数据库并注册了数据源;创建了对话框CDataChoice和ClnsertDialog访问数据库,并调用模型的几何参数或对数据库中的参数进行了编辑和修改;最后,修改了系统的环境变量,通过输入或调用相关参数得到了所需模型.研究结果表明,该参数化设计方法可以大大简化建模过程,提高设计效率.     

液压挖掘机动臂结构优化设计

研究基于UG/ANSYS的液压挖掘机动臂结构优化设计方法.以斗山某中型液压挖掘机为研究对象,借助UG软件完成工作装置、回转装置和行走装置3部件参数化建模并装配.分析计算典型危险挖掘工况下动臂各铰点的受力,利用ANSYS软件进行静力学分析,针对薄弱部位及应力集中问题,优化动臂局部结构.仿真结果表明:在危险工况下,优化后动...     

基于多特征阈值判据的航空液压柱塞泵故障诊断方法研究

液压柱塞泵是航空装备液压系统的关键部件,对其进行准确的故障诊断是保障航空装备正常运行的重大前提。针对力、热耦合作用条件下某型机高压柱塞泵开展故障检测和诊断研究,提出了一种基于多特征阈值判据融合的故障诊断方法,首先构建了基于信息统计的阈值判据计算模型,在此基础上设计了多特征故障判定策略,最后构建了液压柱塞泵测试系统并开展了实验验证。实验结果表明,所提出的方法能够有效判别液压柱塞泵故障,为航空柱塞泵故障检测与诊断提供依据。     

复合数控机床液压故障诊断专家系统优化设计

复合数控机床液压系统是重要的动力传输以及控制的关键系统，其发生液压故障具有多样性，针对复合数控机床的液压故障诊断复杂问题，在复合数控机床液压系统结构基础上，构建了双主从式故障诊断拓扑结构，设计基于液压故障特征的故障诊断专家系统，在构建的复合数控机床液压系统故障诊断实验环境中进行了大量的故障模拟实验，来验证该优化设计方法的可靠性。实验结果表明，采用的优化设计方案能够快速的提升复合数控机床液压系统故障诊断效率和准确性。     

基于UG二次参数化建模的机械模具制造工艺研究

在机械模具制造工艺不断提升期间,基于UG二次参数化建模的方式方法起到关键性作用。以UG二次开发和参数化建模作为研究起点,提出一种将二者结合在一起的制造工艺方法。根据对基于UG二次参数化建模的描述,采用UG二次参数化方法对机械模具进行建模,将机械模具制造工艺搭建在UG二次参数化模型中,实现了机械模具制造建模,优化机械模具制造工艺,节约机械模具设计时间,提高制造效率,提升机械模具制造精度,为推动机械模具制造业发展提供根本动力。     

柔性机械臂动力学建模理论与实验研究进展

总结了国内外学者在柔性机械臂建模理论及其相关实验等方面的最新研究进展,系统地阐述了柔性机械臂的变形描述方法、关节动力学建模、柔性机械臂系统的动力学建模方法、臂杆的刚化和软化效应、柔性机械臂实验方法等方面的研究现状,提出了现阶段机械臂动力学理论与实验研究存在的问题与不足,预测了柔性机械臂动力学研究的主要方向和核心技术,详细分析了柔性机械臂最佳模态阶数选取、基于动力学特性的柔性机械臂系统参数优化、关节驱动规律的确定、柔性机械臂在高速运转下刚化与软化效应、柔性机械臂关节精细建模、空间柔性机械臂超低速运行时爬行现象等待解决的关键技术问题。     

基于PSO算法的电液机械臂故障诊断系统集成设计

多自由度电液机械臂的故障诊断系统对于机械臂稳定性运行至关重要,在电液机械臂运行工况中需要实时对系统进行故障检测,针对电液机械臂传统故障诊断系统检测效率和准确率低下的缺陷,设计一种基于粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法的故障诊断系统,在电液机械臂故障诊断系统架构基础上,通过滑...     

基于积分分离式 PID 的三连杆机械臂传动控制方法

提出基于积分分离式 PID 的三连杆机械臂传动控制方法。将三连杆机械臂看作一个机械系统,构建动力学模型,拆解分析模型中每个元素。将三连杆机械臂的运动状态划分为退化、摇起以及平衡 3个阶段。根据每个阶段的定义公式,判断机械臂是否满足条件,随时切换运行状态,直至切换至平衡阶段停止。在积分分离式 PID 算法中,给定一个控制系数阈值,并与机械臂当前阶段采样差对比,选择合适 PD 、PID 控制算法。搭建实验测试环境,通过与其他算法展开对比,结果表明,所提方法具有最高的控制效率和机械臂运行精度。     

面向操作可靠性提升的复合工业机器人运动规划

复合工业机器人的应用能够有效提升智能制造车间生产效率.而在其运动规划问题中,基于移动平台调整的机械臂初始站姿直接决定了目标任务是否能够可靠执行.为解决以上问题,提出一种考虑机械臂初始站姿的运动规划优化方法.基于前期基础,采用旋量描述和切片表征方法分别解决了复合工业机器人运动学建模和最小避障距离建模问题,为进行轨迹优化提...     

基于三组测量绳结构的软体机械臂运动检测

针对气动软体机械臂运动形状检测问题,设计了一种基于拉线编码器的三组测量绳结构的运动学参数检测装置。依据分段常曲率法,构建了气动模块化软体机械臂的运动检测模型,基于机械臂柔性材料的特点,在建模过程中引入刚度法,使检测模型能准确反映从机械臂驱动气压到形状变化以及运动学参数的映射关系。提出了一种可模块化组装的气动软体机械臂,用于验证检测装置与模型的精度,所提出的机械臂在构型上由硅胶基体、运动气囊和连接板组成,能实现机械臂的模块化组装。通过对所构建的运动检测模型进行推导与仿真,得到了模型的相对误差。最后,通过试验验证了运动检测建模的精度和机械臂驱动、构型以及运动的特征。研究结果表明：相比于传统的视觉追踪方法,所设计的基于三组测量绳结构的检测装置能实现对软体机械臂运动形状的高精度检测。     

基于逆向工程的挠性机械臂三维动力建模研究

为深入研究提高挠性机械臂结构强度的方法,进行了基于逆向工程的挠性机械臂三维动力建模研究。基于线性代数中逆向工程的运算理论来设计新型挠性机械臂三维动力建模方法,建立挠性机械臂运动学方程、挠性机械臂拉格朗日动力学方程、挠性机械臂三维动力模型,完成挠性机械臂三维动力模型的构建。通过仿真试验,对比了新型挠性机械臂三维动力建模方法与传统方法所得模型的精确度,证明了新型挠性机械臂三维动力建模方法的使用价值,为提高挠性机械臂的产品质量提供了技术支持。     

基于UG和MATLAB的数控机床液压油缸高效参数优化设计研究

为了能够提高数控机床液压油缸的建模效率和产品性能,利用三维设计软件UG的特征建模型功能和MATLAB软件的优化计算功能对其进行了高效的参数优化设计.首先,设计了基于UG和MATLAB软件的液压油缸的参数优化设计框架;接着,讨论了数控机床液压油缸参数优化设计数学模型;最后,以某数控机床液压油缸为例,进行参数优化建模,结果表明该方法具有高效智能的优势.     

液压凿岩机器人机械臂轨迹规划研究

针对液压凿岩机器人机械臂的轨迹规划问题,提出一种液压系统与机械臂轨迹优化相结合的全局功率匹配方法。构建机械臂运动学位姿模型,在关节坐标系内基于三次多项式、五次多项式和带抛物线过渡的线性插值函数等寻优算法进行机械臂轨迹规划。搭建机械臂液压系统运动轨迹跟踪仿真模型,获取仿真环境下多液压缸协同控制的运动规律,根据不同轨迹曲线结合液压系统的各部分变量进行参数合理匹配与控制策略优化,从而进行了液压凿岩机器人机械臂轨迹规划验证。研究结果表明:五次多项式的规划方法能精确跟踪期望的关节运动轨迹,同时满足平稳运动和低耗能的要求。     

基于关节速度的液压比例驱动工程机械臂位姿控制

为了解决液压驱动工程机械臂在实际工程作业中加装位置传感器会使得系统复杂,从而可靠性降低,以及在关节处位置闭环伺服控制会导致液压系统效率降低的问题,提出在比例液压油缸驱动的机械臂中用位姿闭环而非关节位置闭环构成机器人控制系统。使用惯性导航、激光雷达、视觉等获得机械臂末端姿态,通过机器人运动学逆解得到当前关节值,与目标关节值形成闭环从而获得关节速度给定值。通过比例液压系统驱动机械臂关节,进而控制位姿变化。推导了负载敏感比例阀控液压油缸传递函数、陀螺仪姿态解算方程并对机械臂进行逆运动学分析。使用MATLAB/Simulink建立基于关节速度控制的液压驱动机械臂位姿闭环控制仿真模型,进行仿真实验,结果验证了控制方法的可行性。