驾驶机器人车辆动态制动力矩补偿

为了减小长期自动驾驶过程中制动性能下降带来的影响,提出了一种驾驶机器人车辆动态制动力矩补偿方法。首先建立了以车速和制动踏板力为输入,制动力矩为输出的驾驶机器人车辆制动性能离线自学习模型。然后考虑到驾驶机器人车辆长期自动驾驶导致离线自学习模型可靠性下降,建立了以车速和制动踏板力为输入,制动力矩为输出的扩展自回归在线辨识模型,并采用模糊变遗忘因子递推最小二乘法进行参数辨识。模糊变遗忘因子递推最小二乘法通过引入遗忘因子的方式,对数据施加时变加权系数,以避免出现数据增长导致的数据饱和现象。模糊变遗忘因子控制器以制动力矩辨识误差为输入,经模糊规则推理实时输出合适的遗忘因子进行参数辨识,能够有效均衡驾驶机器人车辆制动性能参数辨识的稳定性与收敛速度。驾驶机器人车辆自动驾驶过程中,根据当前车速与目标车速的大小计算出所需的制动力矩,加上反馈回来的制动力矩误差,并结合当前时刻的车速,利用制动性能离线自学习模型与机械腿逆向运动学模型实时计算出制动电机输出位移量,实现对驾驶机器人车辆制动力矩的在线补偿。仿真与试验结果表明:利用所提出的方法对车辆动态制动力矩进行辨识时,通过调节遗忘因子,辨识结果能够快速收敛且辨识误差较小。在此基础上,控制驾驶机器人车辆进行纵向车速跟踪时,能够有效减小制动性能下降造成的影响,保证控制车速跟踪误差在±1km·h-1之内。     

水下软体机械臂的设计及控制分析

针对机械臂在水下的复杂工作环境以及目前水下机械臂应用的受限性,提出一种线驱动软体机械臂,采用刚柔耦合的结构,利用电机驱动2根绳索,减少驱动单元,降低能耗,提高了机械臂的柔顺性,使其能够更好地适应水下复杂的工作环境和作业需求。同时,采用经典的Denavit-Hartenberg(D-H)建模思想结合克赛拉特杆理论(Cosserat rod theory)对其进行运动学分析。在现有软体机械臂控制方法上,设计试验平台,采用尖顶从动的控制方式检测误差并进行分析,验证了重力因素对软体机械臂控制精度的影响,为软体机械臂在水下应用的控制策略提供参考。     

用于船舶尾气锅炉烟道清理的机器人设计与受力分析

针对船舶尾气锅炉烟道清理任务重、作业危险等问题,根据特殊需求设计了一种新型管道清理机器人,用来替代人工清理附着在烟道内壁的灰渣。所设计的机器人采用“气动+电动”方式分别为运动和作业提供动力,由直线气缸、三爪气缸、电机、钢刷等部分组成,工作时通过控制气缸和其他传动机构以实现蠕动式移动和清理作业。本文对机器人的运动特性进行研究,最后通过计算机仿真验证了机器人运动学分析的正确性,为了机器人工程样机的研制奠定了理论基础。     

船壁清洗水下机器入水动力分析与试验研究

为更加高效地清理船舶外壁生物附着层,提高船舶运行的速度并降低能耗,研发出一种新型船舶清洗水下机器人,并对机器人的动力学方程进行简单分析。采用Fluent软件对机器人进行直航、下潜及横移3种状态下的阻力分析,通过曲线拟合得到速度与阻力之间的关系,验证其满足设计要求。对机器人在3种不同方向航行状态下的压力流场分布结构进行研究,结果显示3种状态下最大受力面上的阻力大小分布比较均匀,验证了机器人运动的可靠性。电路设计部分采用一种总线型分布式控制系统以及基于CAN总线的在线编程,实时性好。最终结果显示,水池试验结果与预期效果一致。     

一种船用服务机器人的轨迹跟踪控制

基于旅游类舰船的消费需求不断增加和机器人产业的逐渐普及,设计一种应用于游轮上的船用服务机器人。面对船舶复杂的工作环境等特点,该机器人位置跟踪和姿态跟踪控制显得尤为关键。首先根据驱动原理建立运动学模型,其次借鉴Backstepping方法设计虚拟控制的虚拟反馈,并结合Lyapunov函数构造出具有全局渐近稳定的轨迹跟踪控制器。最后并通过仿真实验证明该法具有稳定性好、响应时间短和稳态误差较小的优点,对机器人技术应用于船舶方向的研究产生了一定的积极影响。     

基于超声原理消应力爬壁机器人的研制

针对当前超声消应力现状,文章将超声消应力技术与爬壁技术、常规移动机器人技术相融合,提出消应力爬壁机器人的概念,基于永磁吸附原理开展消应力爬壁机器人的总体方案设计、力学分析和测试工作,研制成功消应力爬壁机器人原理样机,并以焊接试板为对象进行了示范性应用。应用结果表明,研制的消应力爬壁机器人能够达到预期的应力消除效果,可替代人工完成应力消除作业,有助于提高船舶制造过程中的自动化水平,具有较高的工程应用价值。     

仿蟹滑翔机器人水动力外形优化设计

针对一种新型仿蟹滑翔机器人,以提高其升阻比为目标开展外形优化设计研究。对数值方法进行标定,利用计算流体力学(CFD)软件Fine Marine开展仿蟹滑翔机器人初始外形水动力性能计算,给出其阻力和升力曲线;利用CAESES软件对仿蟹滑翔机器人外形进行参数化建模;基于第二代遗传算法开展仿蟹滑翔机器人外形优化计算。结果表明,相比原设计方案,优化后的仿蟹滑翔机器人外形的上浮状态和下潜状态升阻比分别提高了9.46%和7.18%,内部空间体积提升了20.41%。     

机电一体化技术在汽车智能制造的应用分析

现代社会经济发展的日新月异,推进了我国制造行业的进步。对于新型汽车制造行业来说,传统制造模式的弊端日益凸显,已经无法适应行业发展的需要,应当加强对机电一体化技术的应用,为汽车产品的质量和效率提升提供强有力的技术支撑。本文结合机电一体化技术的特点和具体类型,主要研究了如何在汽车智能制造中合理应用机电一体化技术,希望为我国汽车产业的发展提供些许借鉴与参考。     

汽车车身CO2智能焊接机器人研究综述与展望

焊接机器人的出现,让人类的双手得到了解放。而焊接机器人焊接工艺对汽车车身焊缝质量有着至关重要的影响。本文首先叙述国内外焊接机器人的发展现状和存在的焊接问题,并对焊接工艺的难度进行了讨论。最后对智能焊接机器人的发展趋势进行了展望,提出了未来智能机器人的研究方向。     

排气阀凹槽机器人自动化堆焊工艺设计

排气阀的工作环境恶劣,为了提高其使用寿命、提高生产效率和产品质量,采用机器人自动化堆焊技术在排气阀表面堆焊一层耐磨、耐高温、耐腐蚀的合金,通过正交试验对工艺参数进行优化,采用微观组织及成分分析、性能试验及超声波检测等手段对堆焊层质量进行检测和分析．研究结果表明：当堆焊电流为120～140 A,电压为17.5～19.5 V,焊接速度为0.19～0.23 m/min,摆动3～4 mm,频率1.5～2.0 Hz时,焊缝成型及质量最好．