光电层合圆柱薄壳的激励特性及控制

光致伸缩材料（如铁电陶瓷材料镧改性锆钛酸铅）在高能光束照射下具有光致形变效应,可应用于柔性结构的非接触激励与控制。本文在研究光致伸缩作动器光-电-热-力等能场耦合机理基础上,构建出光致伸缩作动器的数学模型,推导出光电层合圆柱壳振动控制方程。利用模态控制因子对不同布局下作动器的控制效果做出评价,同时对变曲率圆柱壳的薄膜作用与弯曲作用进行了较深入研究。最后,利用Lyapunov与速度比例反馈控制对所提出的布局进行了振动主动控制分析,结果表明分布式光致伸缩作动器对圆柱薄壳低频振动的控制效果良好。     

八轮扭杆摇臂式月球车越障性能分析

针对八轮扭杆摇臂式月球车的结构特点及已知的月面地形条件,利用准静力学方法推导出了八轮扭杆摇臂式月球车结构尺寸与表征其越障性能的参量间的参数关系式。根据附着系数的物理意义,分析并确定了由月球车主要结构参数表述的单位直径车轮越过垂直障碍高度的参数式。利用该参数式绘制单位直径车轮越障高度与各结构参数间的关系曲线,对各轮的越障能力进行了综合评价,得出了该车型越障能力由两前轮决定的结论。最后,针对不同附着系数,绘制两个结构参数同时改变时越障高度的变化曲线,分析了两个主要结构参数对月球车越障能力的影响。在ADAMS中进行仿真验证,其结果与理论越障高度的相对误差在10%以内,证明了理论推导的可靠性。     

包装机中推料机构分析及优化

根据技术要求和基本技术参数,运用解析法对糖果包装机的推糖机构进行了结构分析,运用封闭矢量法对推糖机构中的曲柄摇杆进行运动学理论计算,利用Adams 软件进行建模与仿真分析。在分析基础上运用Ad-ams 进行优化,以压力角最小为目标函数,以曲柄摇杆的长度关系和摇杆转角24. 4°为约束条件,以曲柄长度、连杆长度、摇杆长度为设计变量,得到设计变量最优解。     

涂胶机器人视觉系统的应用研究

对涂胶机器人智能系统的视觉部分进行了应用研究,系统引入了模式识别、基于图像的NC代码生成、胶线表面质量检测等关键技术．这些技术的集成应用,有益于涂胶机器人向高度自动化、智能化方向发展．     

关节式管外行走机器人运动学研究

基于关节式串联机器人的原理,设计了一种关节式管外行走机器人,建立了机器人的运动学模型,并给出了机器人管外行走跨越典型障碍时的运动学反解。该模型提供了结构设计和轨迹规划的理论基础。     

基于信息融合的管道机器人定位控制研究

提出了低频电磁波、视觉、计程轮这3种管道机器人定位方法;分析了3种传感器定位精度、作用范围和工作速率的特点;在考虑3种定位方法精度条件下,给出了传感器的优先权系数计算方法与基于优先权系数的D-S证据融合信度函数;通过D-S证据融合规则得到融合证据,解决了多传感器定位中决策传感器的选择问题,以实现管道机器人准确、快速地定位.     

基于ADAMS的六轮月球车动力学建模与仿真

针对月球的复杂地形环境,利用ADAMS软件建立六轮摇臂-转向架式月球车的三维仿真模型,对其进行动力学仿真分析,获得了月球车各部件和整车的动力学特性曲线,为月球车控制系统的设计与数值计算提供了理论依据.     

水平油井检测仪器拖动器

设计制造了一种用于带动油井检测仪器的管内拖动器.该拖动器适用于高温、高压、工作空间狭小的恶劣环境,可满足进行连续检测的工作要求,以提高水平油井的测井效率,减少测井辅助设备的复杂程度,减小工人的测井劳动强度,降低测井成本.对所设计的管内拖动器进行静力学分析,说明其具有输出牵引力大、工作距离长及工作可靠性高等特点,通过单节样机的模拟实验验证了其能满足输出牵引力的设计要求.     

混浊水用清水视觉器的研究

针对混浊水环境下对海洋平台管节点焊缝和坝体裂纹检测和监测不易实现的难点,研制了一种基于轴对称射流的混浊水用清水视觉器,其基本原理是在适当区域中,造成一定体积的清水视域并用CCD对目标进行观测.在污水射流浓度分布理论的基础上,推导了静止混浊水中自由清水射流起始段与主体段中的混浊水浓度分布规律,并通过试验对射流的可视域进行了验证.试验表明,这种混浊水用清水视觉器能够在混浊水中造出一定体积的可视域,应用CCD能够对可视域中目标进行观测,其可视域的尺度与射流出口尺寸有关.     

基于光-压电的非接触式弹性圆环独立模态控制

在接近紫外波长的高能光束均匀照射下,极化的镧改性锆钛酸铅(PbLaZrTi,PLZT)铁电陶瓷具有反常的光生伏特效应,即在两极间会产生很高的电压。利用此电压信号来驱动层合于柔性板壳结构的压电作动器,可以实现对柔性板壳结构的非接触式控制。为实现弹性圆环的非接触式独立模态控制,利用模态展开技术及振型函数的正交性设计余弦状正交模态作动器,并利用PLZT产生的电压来驱动层合于圆环上的聚偏二氟乙烯(Polymeric polyvinylidene fluoride,PVDF)压电模态作动器。在控制策略上采用速度反馈的定光强控制,通过模态速度符号来调节压电作动器与PLZT的连接方向,以实现作动器产生控制力的正/负切换。采用Newmark-β法对弹性圆环在不同光强下的动态响应进行数值仿真分析。仿真结果表明,在PLZT产生的电压信号的驱动下,压电作动器对系统产生的驱动力随光照时间成指数倍增加,且光照强度越大控制效果越好。