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新型船舶壁面除锈爬壁机器人动力学建模与分析 被引量：45
1
作者 衣正尧 弓永军 +1 位作者 王祖温 王兴如 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第15期23-30,共8页
设计一种履带式永磁真空混合吸附的船舶壁面除锈爬壁机器人,该机器人具有负载大、本体重特点,且机器人负载质量以及重心位置随爬壁高度变化。根据机器人爬壁运动原理,建立机器人沿船舶壁面上爬和转弯的动力学模型,运用模糊优化理论对模... 设计一种履带式永磁真空混合吸附的船舶壁面除锈爬壁机器人,该机器人具有负载大、本体重特点,且机器人负载质量以及重心位置随爬壁高度变化。根据机器人爬壁运动原理,建立机器人沿船舶壁面上爬和转弯的动力学模型,运用模糊优化理论对模型进行优化和仿真分析,规划机器人的安全工作范围,分析机器人在典型爬壁高度下的驱动上爬能力,讨论在理论转矩、最大转矩和额定转矩下的机器人上爬的高度与角度关系,研制试验样机进行爬壁转弯试验、定负载上爬试验和变负载上爬试验。仿真和试验结果表明,机器人动力学优化模型可靠,运动性能受永磁吸附力、真空力、射流反击力等影响很小,而受本体重力、爬壁高度和壁面倾角影响较大,所规划的机器人安全工作范围合理。 展开更多
关键词 船舶壁面除锈 爬壁机器人 动力学模型 模糊优化 仿真分析
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救助打捞装备现状与发展 被引量：44
2
作者 王祖温 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第20期91-100,共10页
救助打捞是国家应急保障体系的重要组成部分,承担着我国海上人命、财产、环境救助、沉船沉物打捞及其他对海上运输和海上资源开发提供安全保障等多项任务。加强救助打捞装备技术研究,是提高救助打捞综合能力的根本,是国家发展战略的重... 救助打捞是国家应急保障体系的重要组成部分,承担着我国海上人命、财产、环境救助、沉船沉物打捞及其他对海上运输和海上资源开发提供安全保障等多项任务。加强救助打捞装备技术研究,是提高救助打捞综合能力的根本,是国家发展战略的重要构成。救助打捞装备专业性强,具有在高海况和大深度条件下工作可靠的适应性特点,同时又是诸多陆上装备向海上和水下发展的延伸,存在相通之处。救助打捞装备交叉机械、电气、流体、微电子、材料等多学科,其关键共性技术又不仅仅局限于救助打捞领域,在海上运输、海洋油气开发、海洋勘探、军事等领域均有应用。以救助船舶、救助飞机、海上搜寻装备、溢油处置装备等代表性的救助装备和打捞工程船、攻千斤装备、水下作业装备、饱和潜水装备、起浮装备等代表性的打捞装备为对象,分析该领域国内外发展现状和趋势,提出救助打捞装备面临的关键技术问题,为我国救助打捞装备的发展战略研究提供参考。 展开更多
关键词 救捞打捞 研究与进展
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先导式纯水溢流阀仿真与试验研究 被引量：36
3
作者 弓永军 王祖温 +1 位作者 徐杰 张增猛 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第24期136-142,共7页
针对具有高压引流和二级节流新型结构阀口的先导式纯水溢流阀进行仿真和试验研究,建立阀的AMESim仿真模型,分析先导阀导向间隙、阻尼孔直径、敏感腔体积、阀芯质量以及弹簧刚度等不同参数对先导式纯水溢流阀特性的影响,在纯水液压综合... 针对具有高压引流和二级节流新型结构阀口的先导式纯水溢流阀进行仿真和试验研究,建立阀的AMESim仿真模型,分析先导阀导向间隙、阻尼孔直径、敏感腔体积、阀芯质量以及弹簧刚度等不同参数对先导式纯水溢流阀特性的影响,在纯水液压综合性能试验台上进行先导式纯水溢流阀的静动态试验,并对仿真和试验结果进行对比分析。仿真与试验结果表明,液阻直径是先导式纯水溢流阀最主要的影响参数,而阀芯质量变化的影响则基本可以忽略;在小于20 L/min的小流量工况下的定压精度较低,而大于20 L/min的大流量工况下的定压精度较高;阀的动态响应试验表明,入口压力超调量小于30%,并且压力上升时间小于80 ms。 展开更多
关键词 先导式纯水溢流阀 影响参数 静动态仿真 静动态试验
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用于搭载船舶除锈清洗器的大型爬壁机器人 被引量：34
4
作者 衣正尧 弓永军 +2 位作者 王祖温 王兴如 张增猛 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2010年第4期560-567,共8页
用于搭载船舶除锈清洗器的大型爬壁机器人(WCRSRR)具有搭载负载大、本体重的特点.本文综述了国内外关于WCRSRR的研究,分析了WCRSRR研究中面临的问题,总结了其关键技术,并预测了其发展趋势.
关键词 船舶壁面除锈 清洗器搭载 爬壁机器人
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气动人工肌肉驱动关节特性研究 被引量：26
5
作者 隋立明 包钢 王祖温 《液压与气动》 北大核心 2002年第3期3-5,共3页
气动人工肌肉是一种具有良好柔性、出力 /重量比大的新型气动执行器。该文研究了由一对气动人工肌肉组成的关节模型 ,分析了它的静特性 ,并进行了实验研究。实验结果表明气动肌肉关节具有一些独特的特性。
关键词 人工肌肉 橡胶驱动器 关节模型 气动执行器
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比例方向阀控气动缸动力机构建模 被引量：26
6
作者 杨庆俊 包钢 +1 位作者 聂伯勋 王祖温 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期495-498,共4页
讨论了比例方向阀控气动缸动力机构建模问题 .采用工作点线性化方法建立了动力机构的四阶模型 ,对位置系统和力系统推导了它的状态空间和传递函数形式 .气缸两腔的压力动态存在差异 ,并且这个差异导致无法使用负载压降这个中间变量 .基... 讨论了比例方向阀控气动缸动力机构建模问题 .采用工作点线性化方法建立了动力机构的四阶模型 ,对位置系统和力系统推导了它的状态空间和传递函数形式 .气缸两腔的压力动态存在差异 ,并且这个差异导致无法使用负载压降这个中间变量 .基于气动系统的这个特点 ,本文没有导出负载压降 ,而是直接从两腔压力微分方程的一阶偏微分推导出系统模型 ,所得模型正确反映了气压伺服系统的特性 .并研究了平衡点附近系统模型参数的获取问题 ,为定量分析打下基础 . 展开更多
关键词 动力机构模型 平衡点 模型参数 气压伺服系统 气动缸 比例方向阀
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基于FLUENT的径向静压气体轴承的静态特性研究 被引量：29
7
作者 于贺春 马文琦 +1 位作者 王祖温 徐立芳 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2009年第12期77-81,共5页
以径向静压气体轴承为研究对象,研究动压效应及偏心率对轴承静态特性的影响,采用三维建模,结构化和非结构化网格相结合,运用有限体积法对三维稳态可压缩N-S方程进行求解。结果表明:承载能力随着偏心率的增大而增大;大偏心率高转速时,动... 以径向静压气体轴承为研究对象,研究动压效应及偏心率对轴承静态特性的影响,采用三维建模,结构化和非结构化网格相结合,运用有限体积法对三维稳态可压缩N-S方程进行求解。结果表明:承载能力随着偏心率的增大而增大;大偏心率高转速时,动压效应对承载能力的影响不可以忽略;大偏心率时,随着转速增加,沿旋转方向,最小气膜间隙处的压力分布不断增大;当转子静止时,刚度随偏心率的增大而先增大后减小;高转速时,刚度随偏心率增加而增加;计算结果与试验结果的对比表明该计算方法能够有效进行径向静压气体轴承流场特性分析。 展开更多
关键词 静压气体轴承 偏心率 动压效应 静态性能
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气压位置控制系统研究现状及展望 被引量：22
8
作者 王祖温 杨庆俊 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第12期10-16,共7页
回顾了气压位置控制系统的研究历史,总结了在基本特性研究、控制阀开发和控制策略研究方面的工作。研究工作表明:气体通过阀口和管道的流动复杂、缸内热力过程为指数变化的多变过程、摩擦力与系统运动速度、驱动压力和背压有关。在开发... 回顾了气压位置控制系统的研究历史,总结了在基本特性研究、控制阀开发和控制策略研究方面的工作。研究工作表明:气体通过阀口和管道的流动复杂、缸内热力过程为指数变化的多变过程、摩擦力与系统运动速度、驱动压力和背压有关。在开发了相关控制阀后,进行了针对系统的各种特性的控制策略的研究,如针对非线性的非线性补偿措施、针对摩擦力的振颤补偿、针对模型误差的鲁棒设计和针对开关阀系统的同向PWM设计等,效果明显。研究工作使得气压位置控制系统已具有良好的性能,能满足工业生产的需要。 展开更多
关键词 气压位置控制系统 基本特性 控制策略 研究进展 控制阀 气压传动技术
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日本气动技术的现状及发展 被引量：17
9
作者 王祖温 《液压与气动》 北大核心 1993年第4期3-6,共4页
1 日本气动工业概况日本的气动技术从80年代初得到了较快的发展,1991年的总产值达到了2241亿日元,与液压工业的总产值比由10年前的0.45:1增加到了0.67:1。根据日本油空压工业会的统计资料,日本气动元件生产厂家(包括兼产)约有60家,另外... 1 日本气动工业概况日本的气动技术从80年代初得到了较快的发展,1991年的总产值达到了2241亿日元,与液压工业的总产值比由10年前的0.45:1增加到了0.67:1。根据日本油空压工业会的统计资料,日本气动元件生产厂家(包括兼产)约有60家,另外约有10家专门生产密封件的厂家。其中以SMC、CKD、FESTO、黑田精工、太阳铁工、小金井、甲南电机、TACO、丰兴工业、日本精器等公司生产的种类较多和齐全,而市场的大部分则为SMC、CKD等较大厂家所占有。 展开更多
关键词 气动技术 日本 发展
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气动人工肌肉改进模型研究 被引量：21
10
作者 隋立明 包钢 王祖温 《液压气动与密封》 2002年第2期1-4,共4页
气支人工肌肉 ,又称橡胶驱动器 ,是一种具有高出力 /重量比的新型执行器。传统的理想模型和实际模型之间存在着很大的差距。本文分析了引起这些差距的原因 ,并给出了一个改进的模型 ,实验表明这个模型比较接近实际模型。
关键词 气动人工肌肉 橡胶驱动器 静态模型 机器人
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船舶除锈爬壁机器人设计方案研究 被引量：27
11
作者 衣正尧 弓永军 +1 位作者 王兴如 王祖温 《机床与液压》 北大核心 2010年第7期65-67,25,共4页
为实现船舶表面自动除锈,使修造船的涂装工作有效进行,研究一种具有超高压水射流除锈和真空回收锈渣能力的船舶除锈爬壁机器人。提出船舶除锈爬壁机器人设计方案,指出该机器人的设计难点,制定机器人设计技术路线。针对机器人的设计指标... 为实现船舶表面自动除锈,使修造船的涂装工作有效进行,研究一种具有超高压水射流除锈和真空回收锈渣能力的船舶除锈爬壁机器人。提出船舶除锈爬壁机器人设计方案,指出该机器人的设计难点,制定机器人设计技术路线。针对机器人的设计指标和设计条件,选择关键机构和关键元件,设计该机器人的本体结构,确定该机器人的控制方案。机器人样机试验结果表明:船舶除锈爬壁机器人有较好的性能,机器人总体设计方案可行。 展开更多
关键词 船舶除锈 爬壁机器人
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基于开关阀的气动位置控制系统的模糊+PI控制 被引量：17
12
作者 孟宪超 包钢 +1 位作者 王祖温 郭晓晨 《液压与气动》 北大核心 2003年第7期56-59,共4页
文章对一种基于高速开关阀气动位置控制系统 ,采用修正差动脉宽调制的方法 ,用模糊控制 +PI控制结合的控制策略 ,不但提高了系统的动态性能和精度 ,又提高了系统的稳定性 。
关键词 气动位置控制系统 模糊控制 PI控制 高速开关阀 修正差动脉宽调制
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PLC控制的气动上下料机械手 被引量：24
13
作者 朱春波 王大明 +1 位作者 李哲 王祖温 《液压气动与密封》 1999年第6期21-24,共4页
目前在许多中小型汽车生产企业中，往往冲压成形这一工序还需人工上下料，工人劳动强度大，生产效率低。本文叙述了一种由PLC控制的气动上下料机械手，该设备的特点是结构精巧，占地面积小，动作简捷，功能全，可靠性高。
关键词 气动技术 机械手 气动上下料 PLC 冲压
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新型环面节流静压气体球轴承压力分布的有限元计算 被引量：22
14
作者 郭良斌 王祖温 +1 位作者 包钢 李军 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期531-535,共5页
环面节流多孔闭式球轴承具有整体球窝,是静压气体球轴承的一种新结构形式.通过引入流场驻点附近的无穷小邻域,使得处理该轴承在球面坐标系中球窝中心点保角变换不存在这一数学难题成为可能,并给出了用伽辽金加权余量法进行有限元离散时... 环面节流多孔闭式球轴承具有整体球窝,是静压气体球轴承的一种新结构形式.通过引入流场驻点附近的无穷小邻域,使得处理该轴承在球面坐标系中球窝中心点保角变换不存在这一数学难题成为可能,并给出了用伽辽金加权余量法进行有限元离散时边界条件的数学描述.计算结果表明,尽管边界条件不同,"比例分割算法"对闭式气体球轴承气膜压力场的求解仍然有效,只是迭代时间稍长.环面节流多孔闭式球轴承在气膜中心区域存在流动滞止区,滞止区压力基本相等且高于远离供气孔的其它气膜区域的压力. 展开更多
关键词 静压气体球轴承 环面节流 压力分布 有限元 伽辽金加权余量法
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气动系统充放气过程中气体状态多变指数的简化与确定 被引量：23
15
作者 金英子 朱祖超 +1 位作者 杨庆俊 王祖温 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期76-80,共5页
以较大容积的容器和较小管长的气管组成的气动系统的充放气过程为研究模型,提出分段处理多变指数的研究方法和结果。研究表明,气动系统充放气过程的多变指数可以采用根据压力的变化关系分两段处理、且在每一个阶段上用不变的近似值来计... 以较大容积的容器和较小管长的气管组成的气动系统的充放气过程为研究模型,提出分段处理多变指数的研究方法和结果。研究表明,气动系统充放气过程的多变指数可以采用根据压力的变化关系分两段处理、且在每一个阶段上用不变的近似值来计算的方法,以提供更加接近于实际系统中的参数。第一阶段为压力从初始压力达到预定压力的0.99倍(充气过程)或1.01倍(放气过程)的阶段、其多变指数为1.0～1.4之间的某一常数;第二阶段为等压过程、多变指数为0。和目前的处理方法相比,既考虑了传热对系统的影响(和按绝热过程处理相比),也考虑了多变指数的变化(和按等温过程处理相比),为正确选择和处理多变指数提供新的方法,系统地了解气动系统充放气过程中气体状态的变化,研究有关物理现象提供理论基础。 展开更多
关键词 气动系统 充放气过程 多变指数 简化 试验
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平面静压气浮轴承的超声速流场特性 被引量：21
16
作者 孙昂 马文琦 王祖温 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期113-119,共7页
为研究轴承流场大间隙时激波的形态和激波与边界层的相互作用,建立供气孔和轴承间隙组成的完整气体轴承流场,采用层流和分段湍流模式计算大间隙下平面气浮轴承的流场特性,计算与试验测试结果基本吻合。计算结果较好模拟出轴承间隙内由激... 为研究轴承流场大间隙时激波的形态和激波与边界层的相互作用,建立供气孔和轴承间隙组成的完整气体轴承流场,采用层流和分段湍流模式计算大间隙下平面气浮轴承的流场特性,计算与试验测试结果基本吻合。计算结果较好模拟出轴承间隙内由激波/边界层干扰诱导的复杂流场的流场特性,再现不同间隙下流场中的激波结构和激波对流场的影响。从速度和压力的分析中可以看出,随着供气压力和气膜厚度的增加,进气孔转角处流速增大,产生局部回流,喉口过后可能出现超声速,在间隙相对较小时,粘性的影响大,超声速流通过压缩波时压力缓慢回升,速度降为亚声速;当间隙增大到一定程度,流场内形成斜激波和激波串,气流通过激波时压力突变。 展开更多
关键词 气浮轴承 惯性力 激波 边界层
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气动肌肉与生物肌肉的力学特性对比研究 被引量：14
17
作者 隋立明 王祖温 包钢 《机床与液压》 北大核心 2004年第6期22-24,共3页
气动肌肉作为一种人工肌肉具有很多类似生物肌肉的特性。本文从力学角度出发 ,对气动肌肉和生物骨骼肌的几个特性参数进行了对比研究分析。分析结果表明 ,气动肌肉在收缩比、功率质量比。
关键词 气动肌肉 生物肌肉 力学特性 仿生
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单节流孔静压球面气体轴承动态特性的有限元分析 被引量：13
18
作者 王祖温 郭良斌 +1 位作者 包钢 李军 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期416-420,共5页
采用分布参数和小参数摄动方法简化动态雷诺润滑方程,推导了用于计算小孔节流方式的单节流孔静压球面气体轴承气膜动态特性的一系列计算公式,并通过动态压力分布方程的有限元求解得到了气膜的动态刚度、动态阻尼曲线以及轴承的稳定工作... 采用分布参数和小参数摄动方法简化动态雷诺润滑方程,推导了用于计算小孔节流方式的单节流孔静压球面气体轴承气膜动态特性的一系列计算公式,并通过动态压力分布方程的有限元求解得到了气膜的动态刚度、动态阻尼曲线以及轴承的稳定工作范围图谱,进而给出了静压气体轴承的稳定性判据.结果表明,小孔节流方式静压气体轴承的稳定性主要取决于节流气腔的容积、供气压力和承载质量. 展开更多
关键词 静压气体轴承 分布参数 摄动 有限元 刚度 阻尼
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基于比例阀的气动伺服系统神经网络控制方法的研究 被引量：11
19
作者 朱春波 包钢 +1 位作者 程树康 王祖温 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第12期1412-1414,共3页
研究了用神经网络 PID控制器对基于比例阀的气动伺服系统进行控制的方法。用神经网络辨识器来逼近非线性动力学系统 ,并在线修改控制参数。实验及分析表明 ,适当的选择网络参数 ,经过充分的离线训练 ,该控制器可以进行在线的自适应控制 ... 研究了用神经网络 PID控制器对基于比例阀的气动伺服系统进行控制的方法。用神经网络辨识器来逼近非线性动力学系统 ,并在线修改控制参数。实验及分析表明 ,适当的选择网络参数 ,经过充分的离线训练 ,该控制器可以进行在线的自适应控制 ,系统的控制精度和动态特性有明显提高 ,且在环境参数变化时 ,控制器具有在线自学习和自整定参数的能力。 展开更多
关键词 气动伺服系统 神经网络 非线性系统 比例阀 控制方法
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气动肌肉的刚度特性分析 被引量：15
20
作者 隋立明 王祖温 包钢 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期242-244,共3页
对气动肌肉的静动态刚度进行了理论分析 ,提出了气动肌肉气压刚度概念并得到了其表达式 ,探讨了不同因素对气动肌肉刚度的影响 。
关键词 气动肌肉 变刚度 静动态刚度 气压刚度
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