摘要：为了研究负重型外骨骼液压动力单元温升及噪声过大的问题,利用ANSYS Fluent软件对负重型外骨骼液压阀块内部流道主要组成部分Z型流道和交叉流道进行计算流体动力学仿真,分别设计了5组不同尺寸的仿真试验,分析不同流道尺寸下流体速度稳定性与压力损失变化情况.仿真试验表明,对于流道直径为5 mm的外骨骼动力单元液压阀块交叉流道压力损失随着进出口流道偏心距的增大而增大,流体速度在偏心距为1.25 mm时稳定性最好;Z型流道压力损失在进出口流道之间的距离为17 mm时达到最小,流体速度随着该距离的增大其稳定性上升.优化过后的样机试验表明,液压阀块最大温度下降了3.3℃,最大噪声下降了7.6 dB.

摘要：机械臂是工具支撑型工业装配外骨骼非常重要的一部分,它对工具的稳定支撑有着重要影响,直接决定此类外骨骼的使用性能。结合现有仿人机械臂的设计方法,以国内成年男子手臂尺寸为依据,基于弹簧连杆机构设计了一款用于工业装配外骨骼的机械臂。根据弹簧连杆机构的静平衡系统,阐述了工业装配外骨骼机械臂支撑以及承重的基本原理,证明了机械臂减重的可行性。为研究工业装配外骨骼机械臂承重性能,基于现有外骨骼模型进行了9组两弹簧机构连杆初始角度为不同θ1、θ2的仿真试验,并利用逆向仿真方法得到了不同条件下机械臂举升高度与举升力之间的关系曲线。为了更方便地研究机械臂承重性能,针对此机械臂提出了有效承重区间的概念。仿真试验结果表明,减小初始角度可以得到更大的有效承重区间,θ1对整个机械臂承重性能的影响比θ2大;具有较大初始角度的机械臂能够增强工具的稳定性。研究结果证明了基于弹簧连杆机构的机械臂能够很好地应用于工业装配外骨骼,为此类外骨骼机械臂的研究和设计提供了参考。

摘要：负重外骨骼动力单元为外骨骼工作提供动力,要求响应迅速,工作稳定,是整个外骨骼系统长时间稳定可靠工作的关键部分。设计了一种单作用缸驱动的负重外骨骼容积调速液压动力单元,结合人体走行步态对液压动力单元的作用机理进行了分析。为研究负重外骨骼单作用缸的负载组成,建立了负重外骨骼走行过程中支撑态时的动力学方程,为负重外骨骼油缸负载的加载提供了理论依据。为了准确模拟负重外骨骼油缸负载,使仿真结果更加可靠,在ADAMS建立负重外骨骼单腿模型,在AMEsim建立动力单元液压系统模型,通过AMEsim与ADAMS联合仿真对该液压动力单元进行了理论分析,结果表明设计的容积调速液压动力单元响应快,单作用缸运动稳定,能满足外骨骼的使用需求。

摘要：管片拼装系统是盾构施工中最为关键的子系统之一,针对当前管片拼装自动化施工技术不成熟、非接触式测量检测系统不完善等问题,设计了一种基于图像识别技术的盾构机管片拼装自动控制传感检测系统。这一系统通过图像采集对布置在管片特定位置且含有标记的圆靶标进行识别,可完成管片姿态和定位信息的检测,再由计算机根据相关数据发出指令实现管片的自动拼装。通过模拟试验,确认这一系统的测量精度和速率均高于人工拼装,为实现管片拼装自动化控制提供了参考。