一种3自由度柔索牵引并联机器人系统动力学参数辨识方法研究 被引量：2

1

作者 洪振宇 林健 +1 位作者 高轩 张志旭 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2024年第11期1845-1854,共10页

针对柔索牵引并联机器人驱动单元结构复杂、强耦合的特性导致难以辨识机电耦合系统动力学参数的问题,通过整合驱动单元各耦合部件的转动惯量和黏性阻尼系数的方法,将伺服电机和卷筒机构作为一个整体研究对象,建立系统的动力学模型,构建... 针对柔索牵引并联机器人驱动单元结构复杂、强耦合的特性导致难以辨识机电耦合系统动力学参数的问题,通过整合驱动单元各耦合部件的转动惯量和黏性阻尼系数的方法,将伺服电机和卷筒机构作为一个整体研究对象,建立系统的动力学模型,构建可分离待辨识参数的辨识模型。以傅里叶级数优化末端执行器的激励轨迹,搭建试验平台,采集试验数据;基于加权最小二乘法拟合电机转矩数据,分步辨识出机器人系统的动力学参数。对比试验表明:该文提出的动力学参数辨识方法可行且辨识结果可靠。 展开更多

关键词 柔索牵引并联机器人 机电耦合系统 转动惯量 黏性阻尼系数 分步辨识

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考虑柔索振动影响时索牵引并联机器人的动力学分析与控制 被引量：5

2

作者 杜敬利 崔传贞 +1 位作者 段清娟 保宏 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第24期88-92,97,共6页

现有索牵引并联机器人研究中,大多没有考虑柔索振动对系统运行精度的影响。为此,提出一种适用于慢速运动的索牵引并联机器人动力学模型,模型中将柔索的运动分解为稳态运动与小幅振动两部分。系统的期望运动可由柔索的稳态运动来实现,柔... 现有索牵引并联机器人研究中,大多没有考虑柔索振动对系统运行精度的影响。为此,提出一种适用于慢速运动的索牵引并联机器人动力学模型,模型中将柔索的运动分解为稳态运动与小幅振动两部分。系统的期望运动可由柔索的稳态运动来实现,柔索偏离稳态位置的运动可由对应的小幅振动来描述。针对稳态运动和小幅振动分别设计了相应的控制器,稳态运动的控制器保证系统可按期望的轨迹运行,小幅振动的控制器则用来抑制柔索在运动过程中出现的振动,这种振动是不希望出现的。最后,给出了一个数值算例来验证本文动力学模型及控制算法的有效性。 展开更多

关键词 索牵引机器人 时变系统 动力学 轨迹跟踪 振动抑制

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一种缓慢运动索牵引并联机器人的跟踪控制 被引量：4

3

作者 杜敬利 段宝岩 +1 位作者 保宏 訾斌 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2008年第11期173-176,共4页

缓慢运动的索牵引并联机器人中,牵引索在做大范围运动的同时会伴随有低频振动,建立了这种柔索的动力学模型,得到柔索的长度、张力与振动位移之间的关系。针对执行机构产生的索长收放误差,提出一种控制策略,利用机器人终端的位姿和柔索... 缓慢运动的索牵引并联机器人中,牵引索在做大范围运动的同时会伴随有低频振动,建立了这种柔索的动力学模型,得到柔索的长度、张力与振动位移之间的关系。针对执行机构产生的索长收放误差,提出一种控制策略,利用机器人终端的位姿和柔索张力的反馈结果由柔索动力学模型得到索长误差,经NPID控制器调整后完成索长修正。数值算例证明了该方法的有效性。 展开更多

关键词 索牵引机器人 动力学 NPID控制 轨迹跟踪

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索牵引并联机器人静态平衡位置的正解研究 被引量：4

4

作者 杜敬利 段宝岩 保宏 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期850-855,共6页

研究了一种大跨度但运动缓慢的索牵引并联机器人的位置正解问题,此时可认为系统处于静平衡状态,但必须考虑柔索垂度的影响。索牵引并联机器人的静态平衡位置的正解就是确定机器人末端执行器的位置和姿态,使得系统能在给定的柔索长度下... 研究了一种大跨度但运动缓慢的索牵引并联机器人的位置正解问题,此时可认为系统处于静平衡状态,但必须考虑柔索垂度的影响。索牵引并联机器人的静态平衡位置的正解就是确定机器人末端执行器的位置和姿态,使得系统能在给定的柔索长度下处于静平衡状态。这涉及到系统的非线性力学分析而不仅仅是一个几何问题。本文采用悬链线方程描述柔索的力学特性,结合索端位移与机器人末端执行器位移之间的关系推导出机器人的末端执行器位移与索长变化之间的增量关系,据此提出一种迭代策略完成正解计算。数值算例验证了本文方法的有效性。 展开更多

关键词 索牵引并联机器人 悬链线 位置正解 静力学

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索牵引并联机器人中变长度柔索的动力学分析 被引量：3

5

作者 杜敬利 保宏 +1 位作者 宗亚雳 崔传贞 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第8期19-23,共5页

现有索牵引并联机器人研究中大多将柔索处理成简单的索杆单元,没有充分考虑柔索的动力学特性对末端执行器定位精度的影响。为此提出了一种柔索长度慢速变化时的索牵引并联机器人动力学模型。首先推导了描述变长度柔索动力学特性的偏微... 现有索牵引并联机器人研究中大多将柔索处理成简单的索杆单元,没有充分考虑柔索的动力学特性对末端执行器定位精度的影响。为此提出了一种柔索长度慢速变化时的索牵引并联机器人动力学模型。首先推导了描述变长度柔索动力学特性的偏微分方程,空间离散化后采用有限差分法将其转换成普通微分方程。然后,根据末端执行器与柔索之间的动力耦合关系,得出索牵引并联机器人的动力学模型,模型中同时包含有柔索和末端执行器的自由度。最后,给出两个算例来验证本文模型的有效性,同时说明工作空间巨大时考虑柔索动态特性的必要性。 展开更多

关键词 索牵引机器人 时变索长 柔索动力学 有限差分 振动

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FAST大跨度索牵引运动控制系统全过程仿真分析 被引量：3

6

作者 孙京海 朱文白 李辉 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期192-197,共6页

分析了500m口径球面射电望远镜（FAST）使用柔性索牵引加之二次位姿精调机构的支撑方案在实现接收机的大范围精确运动时对结构和控制系统设计带来的巨大挑战，在现有概念方案的基础上，建立了馈源支撑系统在原型尺度上的完整机构和环境... 分析了500m口径球面射电望远镜（FAST）使用柔性索牵引加之二次位姿精调机构的支撑方案在实现接收机的大范围精确运动时对结构和控制系统设计带来的巨大挑战，在现有概念方案的基础上，建立了馈源支撑系统在原型尺度上的完整机构和环境扰动模型，提出了相应的控制策略，并设计了控制器模型来实现精确定位与指向功能。利用全过程数值仿真分析方法，研究了系统的动力学响应以及各种扰动参数对控制效果的影响。仿真结果显示，现有的馈源支撑设计具备良好的控制性能，验证了方案的可行性，并为进一步的优化设计提供了参考依据。 展开更多

关键词 射电望远镜 柔性索牵引 STEWART并联机器人 运动控制 全过程仿真

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驱动链高速轴断裂所致FAST索牵引并联机器人的冲击振动仿真分析 被引量：5

7

作者 李辉 潘高峰 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第12期75-82,共8页

介绍了FAST望远镜的巨型柔索牵引并联机器人的构型和工作方式。对FAST柔索牵引并联机器人的塔-索-舱柔性悬挂系统在某一套索驱动单元的电机高速轴发生断裂,卷筒上的低速轴安全制动器随即启动的极端工况所引发的卷筒溜索量和柔性悬挂系... 介绍了FAST望远镜的巨型柔索牵引并联机器人的构型和工作方式。对FAST柔索牵引并联机器人的塔-索-舱柔性悬挂系统在某一套索驱动单元的电机高速轴发生断裂,卷筒上的低速轴安全制动器随即启动的极端工况所引发的卷筒溜索量和柔性悬挂系统的冲击振动力进行了有限元仿真分析;总的仿真分析可分为三步进行,即柔性悬挂系统的静力学找形分析、卷筒溜索量分析和基于溜索量-时程曲线的系统动力学仿真分析;与此同时,仿真中采用了模拟塔柔性的质量-弹簧振子模型、简化的安全制动器制动力时程曲线和模拟索驱动设备的绳索-质量滑块系统等简化模型。计算结果表明,因高速轴断裂引发的冲击造成了柔性悬挂系统的大幅震荡,需要在系统详细设计中认真考虑。 展开更多

关键词 FAST望远镜 索牵引并联机器人 高速轴断裂 冲击振动 动力学仿真

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平面索牵引机构工作空间解析求解与验证 被引量：2

8

作者 何世凯 段清娟 +1 位作者 李浩 赵萍 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期28-34,共7页

为求解平面索牵引多体机构的力旋量封闭工作空间边界,提出矩阵零空间的方法.该方法通过对力的雅克比矩阵分析,推导出保证索力的非负条件,并根据此条件求解出力旋量封闭工作空间边界,找到力旋量可行工作空间.使用蒙特卡罗方法优化电机的... 为求解平面索牵引多体机构的力旋量封闭工作空间边界,提出矩阵零空间的方法.该方法通过对力的雅克比矩阵分析,推导出保证索力的非负条件,并根据此条件求解出力旋量封闭工作空间边界,找到力旋量可行工作空间.使用蒙特卡罗方法优化电机的位置和杆上牵索点的位置,使得力旋量可行工作空间最大,并保证机构的运行轨迹在力旋量可行工作空间的范围内.对平面串联两杆机构的一种构型进行参数优化求解和实验验证,结果表明参数优化后的构型可以保证预期轨迹在力旋量可行工作空间内,解析法可以准确地推导出力旋量封闭工作空间的边界. 展开更多

关键词 索牵引 零空间 力旋量封闭工作空间 力旋量可行工作空间

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循环索牵引方法的试验

9

作者 唐北武 《林业机械》 1991年第4期47-48,共2页

日本营林署1972年夏季作业中曾经使用单索循环式索道,之后曾间隔了10余年。近年来,随着天然林作业的推进,日本扁柏天然林的采伐由皆伐作业向择伐作业发展,集材方式也由架空索道集材方法改为单索循环式集材方式。

关键词 林业机械 集材索道 循环索牵引

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Ⅲ索43型索道牵引索张力研究 被引量：3

10

作者 冯建祥 罗桂生 刘宏 《福建林学院学报》 CSCD 1995年第2期175-178,共4页

本文探讨Ⅲ索４３型索道牵引索的选择和张力计算方法，并归纳出实用的工程设计计算程序．

关键词 Ⅲ索43型索道 牵引索 张力 工程设计

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单跨索道闭合牵引索拉力分析

11

作者 冯建祥 罗桂生 刘宏 《福建林学院学报》 CSCD 1997年第3期278-282,共5页

本文阐明闭合牵引索拉力与载荷位置有关，分析了在索道任意点处荷重提升时闭合牵引索拉力的计算方法，所得结果能有效地指导闭合牵引索的安装、架设及索道的安全生产．

关键词 森林 索道 闭合牵引索 拉力 打滑现象

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分体式平台对接过程中牵引索动态响应分析

12

作者 史永晋 《石油勘探与开发》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期612-619,共8页

采用分体式平台模式,对现有作业水深(50 m)较浅的圆柱形桩腿自升式平台进行升级改造,即在其底部增加一套沉垫式刚性支撑结构,利用对接装置将上分体平台桩腿和下分体支撑桩腿对接,使上、下分体结合成一座沉垫型自升式平台。基于三维时域... 采用分体式平台模式,对现有作业水深(50 m)较浅的圆柱形桩腿自升式平台进行升级改造,即在其底部增加一套沉垫式刚性支撑结构,利用对接装置将上分体平台桩腿和下分体支撑桩腿对接,使上、下分体结合成一座沉垫型自升式平台。基于三维时域线性势流理论和Morison理论研究不同环境条件、不同压载模式下平台上分体对接过程中的平衡位置和位移响应,通过时域分析研究牵引索应力分布和位移响应情况;并通过实验室物理模型实验分析不同对接位置牵引索的动态响应。当环境载荷作用力从平台艏部入射时,纵荡对牵引索的位移响应影响最大。随着水深的增加,牵引索的轴向拉力值逐渐减小,竖向偏离角度逐渐减小。分体漂浮状态下牵引索受平台质量影响较大,下分体拖缆受力远小于上分体;一端分体固定时,牵引索牵引力下降明显。牵引索受力震摇幅值受波浪周期和波高影响显著,总的趋势是随着波浪周期和波高的增大而增大。 展开更多

关键词 分体式平台 牵引索 对接就位 位移响应 载荷响应

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半悬式索道牵引索动张力的浅析

13

作者 金风斌 王德来 于佩琴 《森林采运科学》 1989年第4期5-12,共8页

本文根据半悬式索道的工作特点,在理论上分析了牵引索的动态特性,并进行了实验索道测试,证实了理论定性分析是正确的,牵引索张力的动态变化规律是正弦曲线,半悬式索道系统受到交变应力的作用。

关键词 半悬式 索道 牵引索 动张力 频率

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悬索驱动并联机器人的非线性PD控制研究 被引量：2

14

作者 杜敬利 保宏 陈光达 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2010年第2期141-144,共4页

基于悬链线方程建立了大跨度悬索的索力与索端位移和索长之间的增量关系,同时推导出机器人末端执行器的位移偏差与悬索作用力增量之间的关系,据此构造出系统的动力学方程。采用李雅普诺夫法先对末端执行器上的合力设计反馈控制器,然后... 基于悬链线方程建立了大跨度悬索的索力与索端位移和索长之间的增量关系,同时推导出机器人末端执行器的位移偏差与悬索作用力增量之间的关系,据此构造出系统的动力学方程。采用李雅普诺夫法先对末端执行器上的合力设计反馈控制器,然后结合系统的动力学方程,构造出以索长调整量为控制输入时的非线性PD控制器。数值算例证明了控制算法的有效性。 展开更多

关键词 索牵引机器人 动力学 非线性控制 轨迹跟踪

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索支撑系统的动力学分析与跟踪控制 被引量：1

15

作者 杜敬利 保宏 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第4期335-339,共5页

索牵引并联机器人中的柔索在做大范围运动的同时会伴随有低频振动。建立了此类柔索的动力学方程,得出柔索张力与索长之间的关系,在此基础上建立了索牵引并联机器人系统的较精确动力学模型。然后采用反馈线性化方法设计了轨迹跟踪的PID... 索牵引并联机器人中的柔索在做大范围运动的同时会伴随有低频振动。建立了此类柔索的动力学方程,得出柔索张力与索长之间的关系,在此基础上建立了索牵引并联机器人系统的较精确动力学模型。然后采用反馈线性化方法设计了轨迹跟踪的PID控制器,同时引入虚拟采样技术来弥补测量设备采样率较低的缺点。数值算例证明了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 索牵引机器人 动力学 反馈线性化 轨迹跟踪

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客运索道设计理论及其应用研究Ⅲ.单线循环吊椅式客运索道设计模型 被引量：4

16

作者 周新年 郑丽凤 +2 位作者 冯建祥 张正雄 谢成新 《福建林学院学报》 CSCD 北大核心 2001年第1期10-17,共8页

以悬索抛物线理论为基础 ,对单线循环吊椅式客运索道进行系统的理论分析 。

关键词 客运索道 牵引索 数学模型 设计理论

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Ⅲ索43型索道的磨损问题及对策 被引量：2

17

作者 李正红 冯建祥 罗桂生 《福建林学院学报》 CSCD 1997年第2期158-163,共6页

通过对SJ—0.4／2遥控索道闭合牵引索和摩擦卷筒的力学分析，探讨其磨损机理，提出工程上适用的减磨设计方法．

关键词 闭合牵引索 磨损机理 力学分析 索道

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轻型遥控人工林集材索道力学分析及线路设计 被引量：3

18

作者 罗才英 冯建祥 《东北林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期113-116,共4页

通过对轻型遥控人工林集材索道沿线路各区段起重提升工序中牵引索紧边、松边的力学分析,探明索道在接近下支点线路区段,牵引索在绞盘机摩擦卷筒上打滑的机理;通过对大倾角集材索道重载顺坡或逆坡运行条件下的力学分析,阐明跑车在接近上... 通过对轻型遥控人工林集材索道沿线路各区段起重提升工序中牵引索紧边、松边的力学分析,探明索道在接近下支点线路区段,牵引索在绞盘机摩擦卷筒上打滑的机理;通过对大倾角集材索道重载顺坡或逆坡运行条件下的力学分析,阐明跑车在接近上支点及接近索道最低点时,摩擦卷筒制动失效、吊运木材落钩的机理。提出符合免滑条件、运载安全可靠的轻型遥控人工林集材索道线路设计方案。在人工林伐区生产试验基础上,对索道配重问题进行研究,优化索道技术参数,确保集材索道科学合理地安装架设,经济高效及安全可靠地营运。 展开更多

关键词 人工林 轻型遥控集材索道 牵引索 免滑条件 力学分析 线路设计

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梭罗沟二级水电站缆机牵引系统设计

19

作者 陈永清 徐其彬 +1 位作者 刘潘 徐新和 《三峡大学学报（自然科学版）》 CAS 2013年第1期50-53,共4页

缆索起重机牵引系统设计是整机设计的重要组成部分,牵引系统设计是否合理直接影响整机的工作性能和成本.针对梭罗沟二级水电站缆索起重机地形陡峭、视线坡角大、天车爬坡阻力大的特点,完成了牵引系统布置方案设计,计算得牵引索安装张紧... 缆索起重机牵引系统设计是整机设计的重要组成部分,牵引系统设计是否合理直接影响整机的工作性能和成本.针对梭罗沟二级水电站缆索起重机地形陡峭、视线坡角大、天车爬坡阻力大的特点,完成了牵引系统布置方案设计,计算得牵引索安装张紧力为20kN,根据额定起重量条件下天车运行阻力和滑轮运转阻力计算得牵引索工作时的最大张力为59.86kN,进而确定牵引索型号与强度校核;并完成牵引卷扬机各机构的选型设计.实践证明该缆机能满足工程要求,且经济合理. 展开更多

关键词 梭罗沟二级水电站 缆索起重机 牵引系统 牵引索 牵引卷扬机

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运行式集材索道快速搬迁架设方法

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作者 邢纪严 王立金 《吉林林业科技》 北大核心 1991年第6期41-42,44,共3页

运行式集材索道为东北、内蒙古林区普遍应用的一种集材索道。本文介绍了该种集材索道的四种快速搬迁方法,即增补回空索法、备补索强制牵引法、游动索延长牵引法、折回回空索法。

关键词 集材索道 架设方法 动索 行式 牵引索 牵引法 架杆 索道集材 楞堆 向山

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