国家重点实验室开放基金(SKLRS200802C)
- 作品数：11 被引量：83H指数：6
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- 相关机构：哈尔滨工业大学北华大学更多>>
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- 相关领域：自动化与计算机技术航空宇航科学技术机械工程更多>>
- 基于键合图理论的三轴差速机构的差动特性被引量：6
- 2011年
- 为解决轮式管道机器人通过弯管时产生的运动干涉及传动部件的磨损等问题,将三轴差速机构应用于轮式管道机器人中,三轴差速机构可根据管道对各驱动轮所产生的力矩之间的关系调节其输出转速,实现机器人在弯管中的自主差动运行。将键合图理论应用到三轴差速机构差动特性的分析中,利用绝对速度法建立三轴差速机构的增广键合图模型,并根据一定的规则推导相应的状态方程。针对三轴差速机构三个输出轴的输出不等效现象,由状态方程得出三个输出轴传动路线等效的条件,并进行相应的等效处理。根据建立的状态方程,对三轴差速机构进行不同工况下的仿真计算,计算结果表明三轴差速机构可以根据外作用力的大小关系进行差动输出。
- 唐德威李庆凯姜生元邓宗全
- 关键词：键合图
- 封闭式行星轮系功率流判别的键合图法被引量：7
- 2012年
- 为更简单清晰地对封闭式行星轮系的功率流情况进行判别,利用键合图能量守恒和功率流动的特点,将键合图理论应用于该类轮系的功率流分析中.以功率汇流型、回流型2种形式的封闭式行星轮系为例,根据轮系的传动关系,利用绝对速度法建立轮系的键合图模型,根据提出的功率流向判别依据对轮系进行功率流向判别,得到整个轮系及其转换机构的功率流情况,为轮系的效率计算提供了基础.该方法适用于其它复杂轮系的功率流判别中,比传统方法更具直观性、系统性.
- 李庆凯唐德威姜生元邓宗全
- 关键词：功率流键合图
- 多模块构架式空间可展开天线结构参数优化被引量：4
- 2012年
- 为降低卫星天线的发射成本,提高天线的展开刚度,以多模块构架式空间可展开天线结构的质量和1阶固有频率为目标函数,基于误差反向传播(BP)神经网络和遗传算法对天线的结构参数进行了优化.运用ANSYS软件对支撑桁架的结构参数进行了数值模拟,得到了与设计变量对应的目标函数值;通过正交试验设计,构建了用于神经网络训练和检验的样本集;按照BP算法的基本思想,调整网络模型的参数,建立了用于优化的预测模型;采用分目标乘除法,将多目标优化问题转变成单目标优化问题;采用遗传算法进行了优化分析,得到了支撑桁架各杆件的设计参数.结果表明:该优化方法在降低天线质量的同时,使结构的刚度得到了提高,为天线的结构设计提供了参考.
- 田大可郭宏伟邓宗全刘荣强
- 关键词：多目标优化遗传算法
- 平行四杆联动式管道机器人弯管过渡阶段的速度控制被引量：2
- 2012年
- 为提高平行四杆联动式管道机器人弯管过渡阶段的通过能力,提出一种基于机器人过弯偏角变化的速度控制模型。通过对机器人弯管过渡阶段的运行状态的分析,建立了机器人在该阶段运行的位姿模型,求解该位姿模型可得到机器人各驱动轮的轮心以及驱动轮与管壁接触点的位置坐标。以建立的位姿模型为基础,结合无干涉条件下的驱动轮运行速度与驱动转速之间的关系,得到各驱动轮驱动转速基于偏角变化的速比关系,即速度控制模型。对所提出的基于偏角变化的速度控制模型进行仿真验证,仿真结果与理论计算基本一致,验证了该控制模型的正确性。
- 李庆凯唐德威姜生元邓宗全
- 关键词：管道机器人弯管速度控制
- 摇臂探测车悬架多工况拓扑结构优化设计被引量：9
- 2010年
- 为减轻探测车的悬架重量,保证足够大的刚度,基于变密度法对摇臂悬架进行了结构拓扑优化设计.对摇臂和摆杆的载荷工况和边界条件进行了简化,选取3种极限受载情况进行了准静力学分析,确定了优化时的各工况载荷.以最小柔度为目标函数,体积分数为约束条件,利用Hyperworks软件分别对摇臂和摆杆进行了多工况结构拓扑优化设计.依据体积分数为0.2的最优拓扑结构,并考虑探测车的几何通过性及悬架的工艺性要求,进行了摇臂和摆杆的结构设计.用MSC.Nastran软件对设计结果进行了有限元分析.结果表明,刚度和强度均满足设计要求,证明了悬架结构设计的合理性.
- 李所军高海波邓宗全
- 关键词：探测车拓扑优化
- 键合图理论在三轴差动机构效率分析中的应用被引量：1
- 2011年
- 为了更好地对三轴差动机构的传动效率进行分析计算,利用键合图功率流动的特点,将键合图理论应用到三轴差动机构功率流的分析中.根据三轴差动机构的传动关系,采用绝对速度法,建立其在速度约束下的键合图模型,并进行相应的仿真计算,得到三轴差动机构在不同速度约束下的内部功率流以及各差速器转换机构的功率流情况.仿真结果表明:三轴差动机构属于功率汇流型机构,无循环功率存在,不存在自锁的可能性.以得到的功率流情况为基础,进行三轴差动机构的力矩传递特性分析以及传动效率的计算.该方法比传统方法更具系统性,便于使用计算机求解.
- 李庆凯唐德威姜生元邓宗全
- 关键词：键合图轮系功率流
- 具有月面适应性的月球车着陆释放机构被引量：6
- 2011年
- 为了提高月球车着陆释放机构对各种复杂环境的适应性,综合了不同释放环境后给出了具有代表意义的极限释放环境.根据极限释放环境和释放过程对释放机构的运动要求,通过建立释放机构D-H矩阵,采用运动轨迹规划方法,得出了摇臂式释放机构的运动规律曲线;按照该运动规律曲线,引入不完全轮系作为传动约束,设计了分段渐倾式、摇臂式释放机构.实验结果表明,在月球车释放过程中,释放机构实测运动规律与理论运动规律吻合较好,在极限俯仰、极限侧倾和存在石块的释放环境下,该释放机构均能顺利完成月球车释放任务.
- 李奎刘荣强姜生元邓宗全
- 关键词：着陆器月球车
- 管道机器人弯管运动转体原因分析被引量：11
- 2011年
- 为避免管道机器人弯管内运行时发生转体现象而影响管内任务的执行,对机器人转体的原因进行了深入研究.以建立的管道机器人弯管运行的位姿模型为基础,对机器人的受力状况进行了分析,建立了机器人过弯时的转体力矩模型.通过对转体力矩的分析,揭示了管道机器人弯管运行时发生转体的根本原因,并指出了管道机器人弯管运行的最佳姿态角.理论计算表明:当机器人以最佳姿态角运行时,机器人转体力矩几乎为0,不发生转体;当机器人以其他姿态角运行时,将出现一个不为0的转体力矩,该力矩使机器人向平衡姿态角方向转体,直至机器人姿态稳定为止.在实际应用时,使机器人在平衡姿态角运行为最佳.仿真结果与理论计算基本一致,该研究为人弯管内的姿态稳定运行提供了一定的理论依据.
- 李庆凯唐德威姜生元邓宗全
- 关键词：管道机器人
- 多模块构架式空间可展开天线背架的几何建模被引量：9
- 2011年
- 为了满足空间任务对大口径及超大口径可展开天线的要求,根据天线背架与天线工作表面的形状特点,对抛物面型天线工作表面进行了球面拟合,提出了模块分层次拓扑的概念,分析了模块分层次拓扑的性质,给出了拓扑关系下模块数量的计算公式.在对平面进行正六边形模块划分的基础上,得到了平面关键点与其在球面投影的坐标关系,并基于齐次坐标变换方法,建立了单平面模块、多平面模块的正向拓扑几何模型,多平面模块的斜向拓扑几何模型,以及由六棱柱模块组成的构架式空间可展开天线背架的几何模型.通过算例对所建模型的分析及验证表明:该模型可以满足模块任意数量、任意大小的变化要求,能够实现模块间的无缝连接,从而为天线的结构设计以及背架展开状态的精度测量提供了理论参考.
- 田大可刘荣强邓宗全郭宏伟
- 关键词：可展开天线模块化设计齐次坐标变换
- 具有差动运动功能的管道机器人设计与分析被引量：29
- 2011年
- 研制一种具有差动运动功能的环境自适应轮式管道机器人——三轴差动式管道机器人,该机器人在通过弯管时可根据管道环境利用三轴差动机构自动调节各驱动轮的转速,从而提高机器人通过弯管时的运动柔顺性。为分析三轴差动式管道机器人的运行状况,通过建立机器人在弯管内运行的精确位姿模型,求得机器人驱动轮轮心以及驱动轮与管壁接触点的位置;以位姿模型为基础对机器人各驱动轮的速度进行分析,得到机器人过弯管时各驱动轮的理论速比关系。对机器人驱动轮与管壁的正压力进行分析,并建立机器人的牵引力模型。搭建管道试验环境进行机器人的差速试验和牵引力试验,测试值与理论分析基本一致,说明三轴差动式管道机器人具有良好的弯管通过性能,适合于在工程管道中应用。
- 唐德威李庆凯姜生元邓宗全刘航
- 关键词：管道机器人位姿分析环境自适应
