管道在能源的运输方面具有重要的作用,其安全、合理、稳定的运行具有重要的意义。以DN250~350 mm的油气管道为主要应用场景,设计了一种以丝杆螺母变径机构达到自适应目的的履带式管道巡检修复机器人。该履带式管道巡检修复机器人分为驱动单元、检测单元、连接单元和隔离修复单元。通过几何分析研究管道几何约束对弯管通过性的影响可知,当该机器人组成单元的长度小于452.88 mm时,从几何约束角度分析可以通过弯管;运用坐标转化法对机器人运行过程进行了运动状态分析,研究该管道机器人的运动特性,得到该机器人的速度方程。由分析可知,履带式机器人采用3履带差速特性的方式通过弯管时运动更加平稳。采用仿真分析的方式,验证了其对弯曲管道形态的通过性。该研究可为油气管道的稳定巡检、应急安防与处理处置提供参考。

针对焦炉炉顶环境恶劣,人工测温精度低,设计了一种用于焦炉测温的仿蝎机器人,该机器人由行走机构和执行机构两部分组成。对测温机器人整体结构建模,对机械臂进行运动学方程求解和仿真分析,并对其运动轨迹进行了规划;对炉盖提放机构进行工作空间分析,求得末端机械手可达的空间范围;制作机器人物理样机,对机器人测温机械臂进行了定位验证,误差在2 mm范围内;对提放盖机构进行工作空间验证,可达到蒙特卡洛法求得的工作空间,为后续实际测温奠定了基础。

针对国内焦炉厂对于炉内人工温度测量效率低的问题,设计了一种用于焦炉测温的仿蝎式复合机器人。机器人结合蝎子的结构特征进行工作,利用蝎子的双钳提起炉盖,用蝎尾的红外测温仪对炉内温度进行测量。为了验证机器人结构的合理性,通过Matlab对复合机器人进行整体D-H结构建模,对复合机器人腿部的运动进行正逆运动学分析,并通过蒙特卡罗方法仿真得到双臂以及尾部红外测温仪的工作空间概率模型。为了验证机器人运动稳定性,通过Adams仿真得到复合机器人的稳定步态。为后续机器人研究奠定坚实的基础。

简单介绍了室温磁热效应测量仪的组成、工作原理及其优点;用金属Gd作为标准样品,用两个不同尺寸的温度传感器,测量了两个大小不同的样品.结果表明,相同条件下测量的数据重复性很好,而不同条件下测量的数据有一些差别,对此进行了分析,发现测量样品时特别是样品较小时,温度传感器的热容以及绝热条件等因素是引起误差的主要原因.

利用通常的往复式磁制冷原理，采用伺服电机通过滚珠丝杠分别驱动磁场系统和热交换流体的方式，制作实现磁场系统移动速度和换热流体流速连续可调和可控的室温磁制冷机。触摸屏作为操控界面，操作简单方便，参数任意设定，数据自动采集，利用可编程控制器（PLC）及自编的控制程序控制伺服驱动器实现运动控制。这种结构设计方便系统研究往复式室温磁制冷机磁场系统运动速度及热交换流体流速对制冷效果的影响，可作为往复式室温磁制冷机参数的测试平台。

针对液压调平系统中调平支腿难以建立精确数学模型的问题,利用神经网络对未知函数的辨识能力,建立神经网络支腿动作预测模型。试验结果表明,该方法能满足调平精度要求,节省调平时间。

运用AMESim的液压库和机械库建立简单的液压系统及电液伺服系统,仿真结果直观的给出了系统中各处流量及液流的方向。通过改变油液的饱和压力,研究油液中不同空气含量对液压泵工作压力的影响。结果表明,油液中混入的空气会改变液压系统的动态特性,使泵的供油压力产生零漂,从而影响伺服系统的稳定性及精度。因此,必须严格选择液压系统的工作介质。

流程工业中危险化学物料在储运过程中的泄漏事故频发,对漏点快速有效的处理处置至关重要。针对大型管道与储罐焊缝等复杂曲面区域的泄漏工况,提出一种采用磁力安装定位,以连杆推进机构提供动力,通过环形腔体内部液体的流动特性适应复杂曲面的封堵工况,可对封堵工况进行实时监测和自动修正的新型液囊外封堵装置。对其相应封堵模型的有限元分析表明,该封堵装置通过导流可有效降低封堵操作过程中由于泄漏流体压力引起封堵设备安装阻力,对泄漏流体进行有效的回收,减少物料流失。环形液囊结构将推进机构加载在钢性壳体的集中载荷,转化为流体内部压力以垂直于封堵面的法向方向均匀的加载在密封垫圈的外侧,改善密封垫圈的受载环境,使封堵面的压力均匀分布,有效避免了垫圈局部应力集中现象,对凹凸起伏的不规则曲面有很强的自适应性能...

为解决现有筛分设备笨重,不适用于煤样的精细制样问题,提出了一种可以反复利用倾斜筛面进行筛分的小型旋振筛。基于多体动力学理论,采用虚拟样机技术对筛上物料的运动特性进行了仿真。通过比较5组电动机转速下物料的运动轨迹、速度以及角速度曲线,得到了物料运动特性最佳时的电动机转速及后续试验的电动机转速取值区间。制造试验设备并在该区间内进行筛分效率试验,同时对仿真结果进行验证。结果表明：当物料动态特性最佳时,仿真中得到的电动机转速最大的区间为600~1 200 r/min;在该区间进行试验后,得到了电动机转速在960~1 020 r/min范围内的筛分效果最优,仿真结果与试验结果相符。本研究可以为筛分装备设计提供新方法,为后续研究提供技术参考。

载重平台工作时需要将平台调整到水平状态以提高系统的工作性能，本文旨在设计一种控制方法，应用于液压调平控制系统中。考虑了常规PID控制的参数不可调节性，采用了可以自动调整控制器参数的自适应控制方法，并对两种控制方法进行比较。根据液压缸工作原理，建立液压支腿建立数学模型，在Matlab／Simulink中分别建立两种控制方法的仿真模型，并对仿真结果进行比较。结果表明自适应控制相对于常规PID控制而言具有较强的鲁棒性、稳态精度高，能够很好地完成对承载平台的调平。