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面向液压机械手动力控制的分层解耦模型研究
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作者 夏冬梅 张涛川 +1 位作者 刘智 陈开源 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第11期333-340,共8页
为提升对液压机械手接触力和运动位置的精确控制,提出了一种基于虚拟等效旋转关节的分层解耦控制策略。解耦模型基于拉格朗日方程进行刚性连杆和液压缸惯性参数的识别,并将液压缸控制从机械手动力学中分离出来。在此基础上设计了末端执... 为提升对液压机械手接触力和运动位置的精确控制,提出了一种基于虚拟等效旋转关节的分层解耦控制策略。解耦模型基于拉格朗日方程进行刚性连杆和液压缸惯性参数的识别,并将液压缸控制从机械手动力学中分离出来。在此基础上设计了末端执行器的接触力/运动分层解耦控制器,通过对压力传感器估计的接触力实现了接触力/运动控制。最后实验表明,与传统PID控制器相比,所提分层解耦控制策略的末端执行器具有更小的位置误差,且接触力的均方根误差得到了有效降低,验证了所提分层解耦控制策略的有效性。 展开更多
关键词 液压机械手 解耦控制 参数辨识 接触力
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自动接卸钻杆液压机械手研发与应用
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作者 颜武刚 王毅 +3 位作者 代建龙 王锋 未崴 尹千才 《金属矿山》 CAS 北大核心 2024年第11期158-166,共9页
在大直径深孔钻机凿岩作业过程中,钻杆联接与拆卸是一个非常重要的环节,传统钻机的接卸杆以人工为主,劳动强度大、安全风险高、作业效率低。设计了一种高效、稳定的自动接卸钻杆液压机械手,以实现钻杆的自动抓取、转运和放置,提高作业效... 在大直径深孔钻机凿岩作业过程中,钻杆联接与拆卸是一个非常重要的环节,传统钻机的接卸杆以人工为主,劳动强度大、安全风险高、作业效率低。设计了一种高效、稳定的自动接卸钻杆液压机械手,以实现钻杆的自动抓取、转运和放置,提高作业效率,降低人力成本,增强作业安全性。通过对自动接卸钻杆过程的分析,明确了机械手的功能需求和运动特点,设计了机械手的整体结构,包括滑台、关节臂和夹爪等关键部件,并进行了优化和仿真分析,提出了基于双阀芯电液数字阀控制技术的5自由度液压机械手设计方法,有效验证了该方法的可行性。生产实践表明:所设计的液压机械手具有良好的抓取性能、运动性能和稳定性,可准确、快速地抓取、转运和放置钻杆,能够满足大直径深孔钻机凿岩作业自动接卸钻杆的需求。该机械手在大直径深孔凿岩作业中具有广泛的应用前景,尤其对以下向凿岩阶段空场采矿法等采矿工艺为主的地下矿山实现自动化、智能化乃至无人化开采具有重要现实意义。 展开更多
关键词 自动接卸钻杆 液压机械手 性能分析 大直径深孔钻机 电液数字阀
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液压机械手电液比例系统模糊PID控制研究 被引量:22
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作者 杨晶 同志学 +1 位作者 王瑞鹏 刘涛 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2013年第6期834-838,共5页
针对液压机械手的电液比例系统存在较大程度的系统参数变化和负载干扰等特点,一般控制方法难以全部满足性能要求。常规PID控制方法虽然算法简单、可靠性好、鲁棒性高,但由于参数整定繁杂,往往造成参数整定不良、性能欠佳、适用性能差。... 针对液压机械手的电液比例系统存在较大程度的系统参数变化和负载干扰等特点,一般控制方法难以全部满足性能要求。常规PID控制方法虽然算法简单、可靠性好、鲁棒性高,但由于参数整定繁杂,往往造成参数整定不良、性能欠佳、适用性能差。为了改善这些缺陷,将模糊控制理论与PID控制理论相结合,设计了模糊PID控制器,实现了对PID参数的在线整定。利用MATLAB/Simulink进行仿真,比较常规PID控制与模糊PID控制下电液比例系统的控制效果,发现模糊PID控制器较好地克服了系统的非线性和负载干扰的影响,提高了系统的稳定性和动态性能。 展开更多
关键词 PID控制 模糊PID控制器 液压机械手 电液比例系统 仿真
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冗余升沉补偿液压机械手的运动轨迹控制 被引量:3
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作者 杨可可 茹亚东 李玉山 《中国工程机械学报》 北大核心 2019年第2期117-120,126,共5页
为了提高液压机械手运动轨迹控制精度,采用升沉补偿控制方法研究液压机械手运动轨迹.创建液压机械手运动简图,推导出机械手末端运动轨迹方程式.利用伪逆雅可比矩阵方法解决机械手冗余问题,设计出液压机械手前馈-反馈在线控制方法,并对... 为了提高液压机械手运动轨迹控制精度,采用升沉补偿控制方法研究液压机械手运动轨迹.创建液压机械手运动简图,推导出机械手末端运动轨迹方程式.利用伪逆雅可比矩阵方法解决机械手冗余问题,设计出液压机械手前馈-反馈在线控制方法,并对控制器参数进行在线调节.采用Matlab软件进行误差仿真验证,并与传统PID控制方法进行对比.结果表明:采用传统PID控制,冗余液压机械手连杆1、连杆2和连杆3产生的最大误差分别为1.68×10^(-3) rad,1.99×10^(-3) rad和3.72×10^(-4) m,误差波动幅度较大;采用前馈-反馈复合控制方法,冗余液压机械手连杆1、连杆2和连杆3产生的最大误差分别为0.39×10^(-3) rad,0.51×10^(-3) rad和0.55×10^(-4) m,误差波动幅度较小.采用升沉补偿控制方法控制液压机械手末端运动轨迹,可以避免液压机械手受到外界的干扰,提高液压机械手运动轨迹跟踪精度. 展开更多
关键词 液压机械手 运动轨迹 前馈-反馈复合控制 伪逆雅可比矩阵 仿真
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深海液压机械手连杆参数优化研究 被引量:1
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作者 姚卓 张奇峰 +2 位作者 霍良青 翟宝琦 刘涛 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2021年第8期40-47,共8页
搭载在工作级遥控潜水器上的液压机械手在深海作业中应用广泛。在几千米的深海中,深海液压机械手需承受几十兆帕的高压,由此带来的密封问题限制了深海液压机械手的构型和各关节驱动器的结构。为寻求最优的深海液压机械手连杆参数配置,... 搭载在工作级遥控潜水器上的液压机械手在深海作业中应用广泛。在几千米的深海中,深海液压机械手需承受几十兆帕的高压,由此带来的密封问题限制了深海液压机械手的构型和各关节驱动器的结构。为寻求最优的深海液压机械手连杆参数配置,结合深海液压机械手的特点提出全局工作空间下的灵活度和可操作度性能指标,并对其计算方法进行改进,改善了蒙特卡洛法造成的点集局部密集或稀疏的情况;利用遗传算法对深海液压机械手的连杆参数进行优化,得到了基于全局工作空间下的灵活度和可操作度性能指标的最佳连杆参数配置。通过深海液压机械手的运动仿真分析表明:经过优化后的深海液压机械手的部分位姿出现局部性能指标下降,但其关节运动速度波动情况得到改善,整体性能得到提升,验证了优化方法的可行性。 展开更多
关键词 深海液压机械手 工作空间灵活度 可操作度性能指标 机构参数优化
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冗余液压机械手双伺服阀驱动控制仿真研究 被引量:3
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作者 谢祥洲 陈小兵 张潞 《中国工程机械学报》 北大核心 2022年第3期211-215,共5页
机械手是当今社会发展的智能化设备,由于受到设计水平的限制,控制精度达不到期望的要求,能量消耗也较为严重。为解决此类问题,详细分析了单伺服阀和双伺服阀液压驱动系统,根据运动学原理推导出活塞驱动力和能量消耗方程式,并优化了能量... 机械手是当今社会发展的智能化设备,由于受到设计水平的限制,控制精度达不到期望的要求,能量消耗也较为严重。为解决此类问题,详细分析了单伺服阀和双伺服阀液压驱动系统,根据运动学原理推导出活塞驱动力和能量消耗方程式,并优化了能量消耗。采用粒子群优化(PSO)算法PID控制器,并且通过冗余液压机械手末端执行器进行仿真验证。双伺服阀明显优于单伺服阀,在驱动冗余液压机械手末端执行器时,不仅追踪误差较小,而且能量消耗较少。因此,双伺服阀驱动冗余液压机械手末端执行器能够更好地满足设计者的要求。 展开更多
关键词 液压机械手 双伺服阀 粒子群算法(PSO) 增量式PID控制器
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万能液压机械手
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作者 切.,АВ 李宝柱 《世界煤炭技术》 1989年第11期57-58,共2页
关键词 凿井 巷道施工 液压机械手
原文传递
化学镀镍在机械手上的应用
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作者 贺佩迅 《机械设计与制造》 北大核心 1999年第3期50-50,共1页
1问题的提出及分析由于液压机械手作为标准机械手被我厂用于各种立、卧式加工中心上,解决液压机械手的渗漏及其可靠性也就越发显得重要了。因为加工中心40%左右的故障出自机械手上。通过液压机械手万次抓重刀(25kg)实验,发... 1问题的提出及分析由于液压机械手作为标准机械手被我厂用于各种立、卧式加工中心上,解决液压机械手的渗漏及其可靠性也就越发显得重要了。因为加工中心40%左右的故障出自机械手上。通过液压机械手万次抓重刀(25kg)实验,发现机械手通常是在抓刀2000次时开... 展开更多
关键词 化学镀镍 液压机械手
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固体充填开采沿充留巷机械化设备与工艺研究 被引量:9
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作者 刘建功 封明明 +4 位作者 荆保平 杨晓成 王毅颖 史艳楠 赵家巍 《煤炭工程》 北大核心 2022年第8期1-5,共5页
将沿空留巷工艺与充填开采工艺相结合,能够实现无煤柱开采资源最大化回收、地表均匀移动变形控制。为了提高固体充填开采工作面沿充留巷作业效率,减轻劳动作业强度,提出一种沿固体充填工作面后方充填体边缘留巷的机械化方法。研究了机... 将沿空留巷工艺与充填开采工艺相结合,能够实现无煤柱开采资源最大化回收、地表均匀移动变形控制。为了提高固体充填开采工作面沿充留巷作业效率,减轻劳动作业强度,提出一种沿固体充填工作面后方充填体边缘留巷的机械化方法。研究了机械式挡矸架模、模块化循环前移的护顶留巷工艺方法,并研制了机械化沿充留巷装备,包括高低可调挡矸液压模板、轨道式随架前移平台、关节式液压机械手装置。采用ADAMS进行机械手运动仿真,得到机械手末端点运动的位移和速度曲线,证明其结构参数设计的合理性。采用ANSYS对挡矸模板结构抗压能力,结果显示1MPa载荷下,整体结构变形较小,具有一定抗压能力。仿真结果可为后续研究提供参考借鉴。 展开更多
关键词 充填开采 沿空留巷 挡矸液压模板 液压机械手
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机械类
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《中国乡镇企业信息》 1994年第12期9-10,共2页
铁水炉外脱硫技术该技术采用喷射法进行铁水炉外脱硫,以空气或氮气为载体,可实现浓相输送,通常使用的输粉浓度是60~100kg 粉/kg 气,最高可达150kg 粉/kg 气。喷粉系统调节灵活、计量准确。
关键词 炉外脱硫技术 铁水炉外脱硫 计量准确 液压机械手 浓相输送 冷结球团 系统调节 喷射法 新工艺 高炉冶炼
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PLC在电液比例与伺服控制系统中的应用 被引量:7
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作者 徐轶 杨征瑞 +1 位作者 朱敏华 温济全 《机床与液压》 北大核心 2003年第5期143-144,140,共3页
通过对原有液压机械手的电液比例压力控制与位置伺服控制的改造 ,在使用S7- 2 0 0 (CPU 2 14)可编程控制器(PLC)进行开关量控制的基础上 ,继续以PLC为核心组成控制系统 ,实现对模拟量的开环和闭环控制。经实际使用后 ,各方面的控制指标... 通过对原有液压机械手的电液比例压力控制与位置伺服控制的改造 ,在使用S7- 2 0 0 (CPU 2 14)可编程控制器(PLC)进行开关量控制的基础上 ,继续以PLC为核心组成控制系统 ,实现对模拟量的开环和闭环控制。经实际使用后 ,各方面的控制指标均满足要求 ,取得了良好的效果。 展开更多
关键词 液压机械手 电液比例控制系统 伺服控制系统 PLC 模拟量控制
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提高锻造操作机工作速度的鲁棒非线性控制器设计
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作者 程宁波 关立文 +1 位作者 王立平 姜琳 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2011年第11期1171-1177,共7页
锻造操作机中控制钳杆位置和姿态的机构是锻造操作机机构中的一个重要机构,它对锻造操作机的工作速度起到决定性作用。为了在锻造操作机机械系统不变及液压系统基本不变的情况下提高该机构的响应速度,基于滑模控制方法为该机构设计了... 锻造操作机中控制钳杆位置和姿态的机构是锻造操作机机构中的一个重要机构,它对锻造操作机的工作速度起到决定性作用。为了在锻造操作机机械系统不变及液压系统基本不变的情况下提高该机构的响应速度,基于滑模控制方法为该机构设计了鲁棒非线性控制器。该控制器考虑了液压系统非线性及机构逆动力学两个影响显著的因素。针对某二型号锻造操作机的相似简化机构进行了该控制器和PID控制器的控制仿真,仿真结果表明,该鲁棒控制器可以在很大程度上提高该机构的响应速度,并且在负载质量大范围内变化时能够保证钳杆的位姿跟踪性能基本不变。 展开更多
关键词 液压机械手 锻造操作机 鲁棒控制 非线性控制
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The Kinematics Analysis of the Hydraulic Mine-clearing Mechanical Manipulator 被引量:2
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作者 谢庆华 段红 《Defence Technology(防务技术)》 SCIE EI CAS 2005年第1期113-116,共4页
Through analyzing the kinematics of the hydraulic manipulator operating system, according to the rules for seting up the D-H coordinate system, the generalized coordinate of the manipulator system is established. The ... Through analyzing the kinematics of the hydraulic manipulator operating system, according to the rules for seting up the D-H coordinate system, the generalized coordinate of the manipulator system is established. The rotating and moving joints are selected from the mechanism as joint variables. Each generalized transformation matrix of joints is worked out. The kinematics equation at the finger end of the manipulator is calculated. The obverse solution for the manipulator is gained. The geometrical operating parameters and primary technical specification of the manipulator system are simulated through the computer. The simulative result has shown that the manipulator operating system meets the working task requirements. This research provides theoretical basis for optimizing structural parameters of the manipulator operating. So it also is justified the feasibility for mechanical manipulators to be used in the engineering equipment platform of the hydraulic excavator. 展开更多
关键词 液压机械手 操作系统 解析运动学 计算仿真
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先进制造技术北京市重点实验室
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《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期F0003-F0003,共1页
北京工业大学流体传动与控制中心科研成果简介科研成果Scientific research achievements海水液压元件在高压细水雾灭火系统、高压水射流清洗、反渗透海水淡化系统、水下液压机械手及作业工具等领域已获得广泛应用。北京工业大学流体传... 北京工业大学流体传动与控制中心科研成果简介科研成果Scientific research achievements海水液压元件在高压细水雾灭火系统、高压水射流清洗、反渗透海水淡化系统、水下液压机械手及作业工具等领域已获得广泛应用。北京工业大学流体传动与控制中心已研制出海水液压泵、海水液压控制阀(溢流阀、节流阀、换向阀等)、海水液压马达等全水润滑海水液压元件样机(如图1~图3所示),可根据需要进行系列化设计,满足不同工作压力和流量需求。 展开更多
关键词 流体传动与控制 高压水射流清洗 液压机械手 北京工业大学 系列化设计 作业工具 科研成果 先进制造技术
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先进制造技术北京市重点实验室北京工业大学流体传动与控制中心科研成果简介
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《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期F0003-F0003,共1页
海水液压元件在高压细水雾灭火系统、高压水射流清洗、反渗透海水淡化系统、水下液压机械手及作业工具等领域已获得广泛应用。北京工业大学流体传动与控制中心已研制出海水液压泵、海水液压控制阀(溢流阀、节流阀、换向阀等)、海水液压... 海水液压元件在高压细水雾灭火系统、高压水射流清洗、反渗透海水淡化系统、水下液压机械手及作业工具等领域已获得广泛应用。北京工业大学流体传动与控制中心已研制出海水液压泵、海水液压控制阀(溢流阀、节流阀、换向阀等)、海水液压马达等全水润滑海水液压元件样机(如图1〜图3所示),可根据需要进行系列化设计,满足不同工作压力和流星需求。 展开更多
关键词 流体传动与控制 高压水射流清洗 液压机械手 北京工业大学 系列化设计 作业工具 先进制造技术 液压控制阀
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北京工业大学流体传动与控制中心科研成果简介
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《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第14期I0003-I0003,共1页
海水液压元件在高压细水雾灭火系统、高压水射流清洗、反渗透海水淡化系统、水下液压机械手及作业工具等领域已获得广泛应用。北京工业大学流体传动与控制中心已研制出海水液压泵、海水液压控制阀(溢流阀、节流阀、换向阀等)、海水液压... 海水液压元件在高压细水雾灭火系统、高压水射流清洗、反渗透海水淡化系统、水下液压机械手及作业工具等领域已获得广泛应用。北京工业大学流体传动与控制中心已研制出海水液压泵、海水液压控制阀(溢流阀、节流阀、换向阀等)、海水液压马达等全水润滑海水液压元件样机(如图1〜图3所示),可根据需要进行系列化设计,满足不同工作压力和流量需求。 展开更多
关键词 流体传动与控制 高压水射流清洗 液压机械手 北京工业大学 系列化设计 作业工具 液压控制阀 科研成果
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北京工业大学流体传动与控制中心科研成果简介
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《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期F0003-F0003,共1页
海水液压元件在高压细水雾灭火系统、高压水射流清洗、反渗透海水淡化系统、水下液压机械手及作业工具等领域已获得广泛应用。北京工业大学流体传动与控制中心已研制出海水液压泵、海水液压控制阀(溢流阀、节流阀、换向阀等)、海水液压... 海水液压元件在高压细水雾灭火系统、高压水射流清洗、反渗透海水淡化系统、水下液压机械手及作业工具等领域已获得广泛应用。北京工业大学流体传动与控制中心已研制出海水液压泵、海水液压控制阀(溢流阀、节流阀、换向阀等)、海水液压马达等全水润滑海水液压元件样机(如图1~图3所示),可根据需要进行系列化设计,满足不同工作压力和流量需求。 展开更多
关键词 流体传动与控制 高压水射流清洗 液压机械手 北京工业大学 系列化设计 作业工具 液压控制阀 科研成果
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北京工业大学流体传动与控制中心科研成果简介
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《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期F0003-F0003,共1页
科研成果,海水液压元件在高压细水雾灭活系统、高压水射流清洗、反渗透海水淡化系统、水下液压机械手及作业工具等领域已获得广泛应用。北京工业大学流体传动与控制中心已研制出海水液压泵、海水液压控制阀(溢流阀、节流阀、换向阀等)... 科研成果,海水液压元件在高压细水雾灭活系统、高压水射流清洗、反渗透海水淡化系统、水下液压机械手及作业工具等领域已获得广泛应用。北京工业大学流体传动与控制中心已研制出海水液压泵、海水液压控制阀(溢流阀、节流阀、换向阀等)、海水液压马达等全水润滑海水液压元件样机(如图1~图3所示),可根据需要进行系列化设计,满足不同工作压力和流量需求。 展开更多
关键词 流体传动与控制 高压水射流清洗 液压机械手 系列化设计 北京工业大学 作业工具 科研成果 液压控制阀
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先进制造技术北京市重点实验室北京工业大学流体传动与控制中心科研成果简介
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《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第18期F0003-F0003,共1页
科研成果:海水液压元件在高压细水雾灭火系统、高压水射流清洗、反渗透海水淡化系统、水下液压机械手及作业工具等领域已获得广泛应用。北京工业大学流体传动与控制中心已研制出海水液压泵、海水液压控制阀(溢流阀、节流阀、换向阀等)... 科研成果:海水液压元件在高压细水雾灭火系统、高压水射流清洗、反渗透海水淡化系统、水下液压机械手及作业工具等领域已获得广泛应用。北京工业大学流体传动与控制中心已研制出海水液压泵、海水液压控制阀(溢流阀、节流阀、换向阀等)、海水液压马达等全水润滑海水液压元件样机(如图1~图3所示),可根据需要进行系列化设计,满足不同工作压力和流量需求。 展开更多
关键词 流体传动与控制 高压水射流清洗 液压机械手 北京工业大学 系列化设计 作业工具 科研成果 先进制造技术
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