工程车辆主驾驶座椅寿命测试系统设计与试

针对工程车辆主驾驶座椅使用过程中出现的损坏问题,设计了工程车辆主驾驶座椅寿命测试系统.阐述了六自由度运动与视频的同步记录和同步再现的实现装置及控制技术,以及利用有线通讯来实现运动与视频同步播放的方法.以液压伺服控制六自由度运动模拟器为试验装置,应用运动与视频的同步记录和同步再现技术,对工程车辆主驾驶座椅进行了振动疲劳试验,试验结果验证了应用该系统进行车辆座椅开发的可行性.     

打结器运动图像与捆绳张力信息同步获取系统研究

在已有方捆机上搭建了一套可实时同步获取打结器运动图像和捆绳张力信息的试验系统。开发了用于同步触发高速摄影与张力传感器的同步模块,通过在1 000 Hz频率参数环境下进行试验,分析高速摄影捕捉到的目标图片数与张力传感器捕捉到的目标数据点数,发现二者数目相同,且不同组打结过程打结器运动特征点与捆绳张力部分峰值点对应齿盘度数的变异系数均小于3%。基于所得运动图像信息与张力信息得出了打结器各机构的运动时序范围,确定了揽绳器、钩钳、脱绳杆等机构的详细运动时序。     

基于多传感器信息融合的六自由度运动记录方法

以六自由度运动作为研究对象,提出了一种基于多传感器信息融合的运动记录方法.通过加速度模块获得加速度,解耦计算出六自由度运动的转角信息.通过融合转角信息和摄像头记录的图像信息,计算出六自由度运动的位移信息.通过实验验证了该方法的可行性.     

双转子自同步系统同步行为分

同步现象广泛存在于工程领域中，双偏心回转式激振器驱动的同步振动系统可以简化为一个双转子自同步系统。以某典型万能同步实验台为对象，定量研究几种典型情况时该自同步振动系统各参数变化的规律及其同步特征，结果充分验证了该类振动系统具有自行恢复同步的能力。以该实验台实测数据为参考，与实测结果进行对比，证明了仿真计算结果的合理性。并且，通过实验和仿真发现激振力不等情况下，即使关掉激振力大的电动机电源，系统仍能自行恢复振动同步状态。     

具有3T、2T1R和2R1T模式的并联机构构型综合

基于具有2R1T和2T1R运动模式的并联机构,在其动平台上串联平面平行四边形机构后,提出了一种混联变自由度支链,分析了串联变自由度支链和混联变自由度支链的运动模式。采用旋量理论分析了具有串联和混联变自由度支链的机构在运动模式变换过程中的自由度特征,验证了该机构在不同运动模式下驱动副选取的合理性。在机构自由度和机构驱动副选取合理性分析时,选取不同的杆件作为动平台,简化了分析过程。结果表明,该含有混联变自由度支链的并联机构具有3T、2T1R和2R1T运动模式,当该机构在上述3种运动模式的一般位形下,3个驱动副可以实现对机构的控制。机构在从3T运动模式变换为2T1R运动模式时,机构需通过3T1R瞬时自由度位形;机构在从2T1R运动模式变换为2R1T运动模式时,机构需通过2R2T瞬时自由度位形。当该机构在运动模式变换时,处于3T1R或2R2T瞬时自由度时,机构处于约束奇异位形,需增加1个辅助驱动副,以实现机构运动模式的变换。该机构使用较少的驱动副可以实现多种运动模式,运动模式变换时不需对机构进行重新组装,可以快速实现机构重构。     

浅析多机驱动振动系统控制同步与复合同步

在综合分析国内外对多机驱动振动系统控制同步与复合同步研究现状与发展的基础上,结合工程实际,指出现存多机驱动振动系统控制同步与复合同步研究存在的问题,提出解决工程实际应用问题的方法与建议.     

NI PXIe嵌入式电液伺服同步系统设计

为了合理选择控制方法和测控系统以提高电液伺服同步系统同步精度,基于同步系统多回路特性,针对控制方法改进提出了在各回路中添加控制器进行信号预处理;采用基于NI PXIe嵌入式平台的测控系统,结合PXIe-8133嵌入式实时控制器与PXIe-4300同步采集卡,在高速采集的同时提高液压系统的同步特性;PC端采用LabVIEW编写试验台的测控程序,实现系统的精确控制与数据的实时采集及后处理,并对两缸同步电液伺服系统进行初步试验研究,实现了液压系统数据的同步采集和实时控制.结果发现,两缸同步的系统误差由0.40 mm减小至0.15 mm,取得了良好的控制效果,达到了设计要求.设计体现了嵌入式测控平台兼具高速性与可靠性的优势,在同步系统控制中具有优越性,可以有效提高圆筒阀与调速器控制系统的同步精度.     

双转子自同步系统同步行为分析

同步现象广泛存在于工程领域中,双偏心回转式激振器驱动的同步振动系统可以简化为一个双转子自同步系统.以某典型万能同步实验台为对象,定量研究几种典型情况时该自同步振动系统各参数变化的规律及其同步特征,结果充分验证了该类振动系统具有自行恢复同步的能力.以该实验台实测数据为参考,与实测结果进行对比,证明了仿真计算结果的合理性.并且,通过实验和仿真发现激振力不等情况下,即使关掉激振力大的电动机电源,系统仍能自行恢复振动同步状态.     

基于模型的冗余驱动并联机构神经网络同步协调控制

冗余驱动并联机构驱动数目大于自由度数目,其各驱动关节间需要具有更高的驱动协调性。为了解决冗余驱动并联机构的驱动协调问题,本文提出了一种基于模型的驱动力同步协调控制方法。以冗余驱动并联机构6PUS+UPU为研究对象,在力位混合驱动的基础上,提出了一种驱动力同步协调控制策略;结合神经网络设计了驱动力同步控制器,并基于机构动力学模型设计了神经网络自学习算法。模型仿真与样机实验分别验证了本文方法的有效性。     

田间数据传输同步策略与中间件研究

移动终端的田间信息采集相比于传统的田间信息采集,具有灵活性强、采集方便等优势,已成为田间信息采集的主要手段之一。但是在进行田间信息采集时存在数据同步问题,主要表现在慢同步频发、无为数据(已经传输过的数据)重传、服务器端变化数据没有及时同步到移动终端等问题。针对这3个数据同步的主要问题,基于Sync ML协议,提出了慢同步策略,并对该协议进行了改进;设计了主动推送策略和变化数据捕获策略;在此基础上设计并且实现了改进后的移动数据同步中间件,并且把该中间件应用到种业科研育种田间信息采集系统和水稻定位试验打分系统中,试验证明,该中间件提高了数据同步的效率,减少了无为数据的重复传输,表现出良好的实用性和普适性。     

农产品视频履历追溯系统设计

针对目前农产品追溯系统中履历信息单一化和信息量少的问题,设计了一个以实现生产过程中质量追溯为目的的农产品视频履历追溯系统.基于ARM9嵌入式技术与H.264压缩技术相结合对农产品生产过程进行视频履历的采集和压缩处理,应用3G无线传输技术对视频履历进行传输,通过生产服务器对视频履历进行存储,以.NET为平台开发了用户对农产品视频履历追溯系统的软件.该系统可采集农产品生产过程各个阶段的视频履历,为农产品追溯提供了更直观、更丰富、更具说服力的履历信息.该系统运行结果表明,系统具有通用性强、可靠性高、稳定性好、便携式等特点,可方便地应用于温室、农田等各种农产品生产的环境,从而满足用户的不同需求.     

非对称三平移并联机构的运动条件设计

在分析三平移并联机构结构组成、运动输出特点的基础上,用螺旋理论的方法研究了并联机构实现三平移的必要和充分条件,根据实现三平移的运动条件及机构支路的结构特点,设计了一种新型非对称的三平移并联机构。该机构具有良好的运动解耦性、易控制、加工简单等特点,该研究亦为三平移并联机构的分析与综合打下了基础。     

四自由度两模式并联机构结构综合与位置分析

为设计可实现一机多用的并联机构,提出了多模式并联机构的结构类型综合方法以及操作模式分析方法。首先利用方位特征集方法,综合得到一类(640种)具有运动分岔特性的4自由度并联机构;然后从中优选出一种机构进行操作模式分析,分析结果表明:机构处于分岔奇异点时动平台瞬时自由度为5,此时采用冗余驱动的方法可引导动平台通过分岔奇异点顺利到达三平移一转动或两平移两转动模式;最后推导了该并联机构处于上述2种操作模式时的位置正、逆解分析方程,得知位置逆解方程和三平移一转动模式时的位置正解方程均可解析求解。     

基于图论的多杆式栽植机构构型综合与方法研究

针对目前栽植机械中多杆式栽植机构构型有限的问题,借助图论型综合的方式,构建完备的多连杆栽植机构构型库。首先,在连杆机构运动链综合中,基于加权四次幂矩阵与加权最小距离矩阵的方法,获取拓扑图顶点相似特征码,根据不同顶点间特征码的唯一性,开展运动链拓扑图相似点识别与同构判别;其次,建立栽植机构构型筛选规则,利用相似点的特征实现功能点的选取,建立了6构件至9构件机构功能拓扑图图库,得到六杆一自由度构型14个,七杆二自由度构型17个,八杆一自由度构型510个,九杆二自由度构型917个;最后,在构型库中选取不同构件数下的构型进行运动学建模,优化获得适合栽植作业运动要求的新型六杆、七杆、八杆栽植机构尺寸,并进行运动仿真验证了构型综合方法的正确性,可为多样化种植机械的创新设计提供更多可选构型。     

车辆悬架的分层预测控制及仿真

提出了一种可以在不依赖悬架质量分配系数的前提下,将一个4自由度车辆悬架看作是两个2自由度悬架组合的分层建模预测控制方法。在该方法中,悬架前后轮系均看作是相互独立的底层2自由度系统,推导出协调底层关系的上层关联动力学方程,结合轴距预测和H∞控制方法,以簧载质量质心处的垂直加速度和俯仰加速度为上层控制目标进行协调,得到所需的控制力。仿真计算结果表明,该方法在线计算量少,前后轮系易于采用不同的控制策略以提高控制效果,同时该方法对于多轮系车辆的振动控制也提供了一个新的思路。     

新型4自由度并联机构的运动学建模与分析

基于并联机器人机构的运动输出理论，考虑结构的对称性和支链的可重组性，构造出一种新型的具有三平移一转动的4自由度并联机器人机构。运用Denavit—Hartenberg表示方法建立机构位移反解模型并进行了数值验算。通过分析反解模型，找出影响机构可达工作空间的因素。引入蒙特卡罗方法思想，提出一种定姿态三维网格搜索方法来得到工作空间，利用Matlab软件编程，以图解形式描绘定姿态下的工作空间容积及工作空间与姿态角的变化态势，并对其进行了分析。     

对称三自由度并联机器人拓扑结构型综合与分类

以单开链支路为单元,揭示了对称少自由度并联机器人组成的规律,提出了输出运动为3自由度并联机器人的型综合方法.型综合共得到5种对称的三维平移3自由度的并联机器人和6种对称的三维转动3自由度的并联机器人.     

风洞6_PUS并联支撑机器人运动误差建模与补偿

针对风洞6自由度并联支撑机器人,利用单支链D-H参数方法和摄动法建立了其运动误差模型,编写了误差模型仿真程序。根据风洞实验所需的6种典型运动模式,分析了不同模式下并联支撑机器人输出运动位姿的误差,得到了典型运动模式的误差变化规律。在风洞并联支撑机器人的构件设计和装配过程进行了针对性的误差控制,使设计和制造的并联支撑机器人精度达到了风洞实验的要求,并通过在风洞实验中嵌入与运动误差仿真类似的误差估算程序,再对风洞实验中被试模型的位姿误差进行补偿,实验证明这种方法提高了风洞实验数据的精度。