2021年, 第0卷, 第2期　刊出日期：2021-02-15

  

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理论研究
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  基于姿态枚举算法的混凝土布料机械臂轨迹控制

  方梓帆, 钱剑勇, 苏琦, 徐兵

  液压与气动. 2021, 0(2): 1-8. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2021.02.001

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  混凝土布料机的控制现状多为人工牵引及单关节遥控,工人工作条件艰苦,具有安全隐患。为实现混凝土布料机械臂的末端轨迹控制,即全自动布料,提出一种基于姿态枚举算法的机械臂轨迹控制方法。该方法适用于具有多自由度的布料机械臂,首先将目标轨迹离散化为各个离散点,利用运动学逆解模型,通过给定初始布料倾角,并按一定步长对该倾角进行枚举求解,得到各关节角度值,实现轨迹跟踪。针对某13m-3Z型混凝土布料机械臂,建立了多自由度混凝土布料臂架的运动学模型,并采用该方法控制其末端轨迹。通过联合仿真分析,得到臂架末端轨迹曲线图以及布料倾角变化曲线图。结果证明,该方法下布料倾角变化量减少了30.8％,较好的解决了末端软管径向甩动的问题。
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  基于SolidWorks调节阀K_v值数字化建模预测分析

  王楚辉, 凌飞, 孙建, 盛叶飞, 吕溢

  液压与气动. 2021, 0(2): 9-15. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2021.02.002

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  调节阀作为自动控制系统中的重要组成机构,对工作介质进行分配和调控,其调控精度是考量其性能的重要指标之一。流体力学数字化模型的构建,对研究调节阀调节性能,优化设计参数有积极促进作用。应用 SolidWorks 软件,构建流体数字化仿真模型,预测调节阀K_v(流体流量系数)值。将仿真与同条件试验所得K_v值对比分析,验证了仿真结果的可靠性,为应用数字化建模技术研究调节阀调控能力的可靠性提供了理论参考。
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  基于正交试验和神经网络的液压杆稳定性研究

  易帅, 孙巧雷, 冯定, 周兰, 靳祖文

  液压与气动. 2021, 0(2): 16-22. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2021.02.003

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  以Euler公式为基础,发现动力猫道液压杆的稳定性与其缺陷的形状、面积、深度及位置有关。通过对液压杆屈曲载荷的模拟计算,运用正交试验法分析缺陷的形状、面积、深度及位置对液压杆屈曲载荷的影响。研究结果表明:缺陷的面积、位置和深度对液压杆稳定性具有显著影响,其发生不显著情况的概率分别为0.007, 0.021, 0.008;缺陷的形状对液压杆稳定性影响显著性相对较小,其发生不显著情况的概率为0.123;对液压杆稳定性影响大小次序依次为缺陷面积>缺陷深度>缺陷位置>缺陷形状。正交试验建立的神经网络预测模型经实验验证,对含缺陷液压杆屈曲载荷预测具有很高的准确度,此方法可为含缺陷液压杆的稳定性校核及安全使用提供有力的技术保障。
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  射流管伺服阀通油冷却建模与仿真分析

  胡建军, 朱晴, 陈冬冬, 方群, 金瑶兰, 孔祥东

  液压与气动. 2021, 0(2): 23-29. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2021.02.004

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  射流管伺服阀在高温环境中易发生共振、卡滞、零漂等故障,提出在阀体中增设通油冷却以实现冷却隔热的目的,保证其在高温下正常运行。以某型射流管阀为载体,建立了包含冷却油路、射流管油路及主阀油路的三维流-固-热仿真分析模型。分析了正常工况下冷却油路的压降特性和热防护特性,讨论了4种油路故障状态下的伺服阀热场分布特征。结果表明,在射流管及主阀正常通油的条件下,力矩马达发热量可以被有效带走,而通油冷却结构则可进一步隔绝外界高温的影响,从而可以保证马达不超温;当发生射流管堵塞或主阀卡滞时,此时力矩马达发热量可以经由通油冷却油路带走,同时隔绝外界高温影响,也可保护力矩马达不超温。研究还发现,冷却油流经减压器时产生大量节流热,对通油冷却的冷却效果产生不利影响。
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  电液双缸系统同步控制

  张兵, 蒋子良, 黄华, 蔡佳敏, 谢昌昊, 张新星, 钱鹏飞

  液压与气动. 2021, 0(2): 30-35. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2021.02.005

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  由于强非线性和强耦合作用严重影响双缸同步系统的控制精度,同步误差加剧试件变形内力,具有较强的破坏能力,因此研究具有优良性能的同步控制算法具有重要的实践意义。建立考虑系统安装误差、测量误差、负载刚度和伺服阀零偏等因素在内的双液压缸同步控制系统数学模型;分析上述各误差因素对双缸同步控制精度的影响机理;提出了基于内力补偿和位置补偿的自由度控制策略,实现双液压缸高精度位置同步和出力的高度一致性;最后,运用MATLAB/Simulink软件对双缸自由度同步控制算法进行仿真分析,验证了控制策略的有效性。
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  直动式高频响比例阀位置控制研究

  陈立娟, 彭泽钦, 高伟, 艾超

  液压与气动. 2021, 0(2): 36-41. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2021.02.006

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  为了提高比例换向阀的频响和位置控制精度,以直动式电液比例方向阀为研究对象,建立比例阀的非线性数学模型,并结合工程实际,分析比例阀的非线性特性。采用LVDT观测阀芯的位移变化,提出了一种基于前馈补偿的控制方法,并通过AMESim仿真验证该方法的有效性。该控制方法的提出将有助于提高电液比例阀的频响和控制性能,并进一步提升高性能比例阀的生产效率。
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  变排量非对称轴向柱塞泵控制性能分析

  杨迦迪, 赵斌, 武兵, 王君, 兰媛

  液压与气动. 2021, 0(2): 42-49. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2021.02.007

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  变排量非对称轴向柱塞泵直接控制非对称液压缸闭式系统具有能效高、结构紧凑等优势。针对变排量三配流窗口轴向柱塞泵存在变量阻力矩脉动大、斜盘倾角振荡频率高等问题,提出在变排量机构中增加阻尼孔以提高变排量控制性能的方案,推导了变排量控制系统的传递函数;通过AMESim仿真模型分别研究了有无阻尼孔情况下的斜盘倾角振荡、变量缸活塞受力、斜盘变量阻力矩等。结果表明,在控制系统阀控缸中加入直径2 mm的阻尼孔,能有效降低斜盘倾角的振荡频率,减小系统脉动冲击。
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  基于均值耦合的多液压缸位置同步控制

  张静, 张超勇, 张思涵, 胡忠全

  液压与气动. 2021, 0(2): 50-55. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2021.02.008

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  针对多液压缸位置同步控制系统存在的耦合作用及偏载问题,提出一种基于均值耦合的同步控制策略,其控制思想为:控制器不仅要考虑自身的跟随误差,还要考虑与其余n-1个液压缸的同步误差,然后将得到的耦合误差通过模糊PID控制算法对回路进行在线调整,实现4液压缸升降平台的同步控制。最后,通过AMESim/Simulink联合仿真验证了与相邻交叉耦合控制策略相比,均值耦合控制策略能更好的解决液压缸的耦合作用及偏载问题,而且同步误差小,调节速度快,系统稳定性高。
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  液电混合半主动驱动机械臂储能系统设计及仿真

  乔舒斐, 郝云晓, 权龙, 葛磊, 李泽鹏

  液压与气动. 2021, 0(2): 56-62. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2021.02.009

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  针对传统工程装备机械臂重力势能浪费及运行特性差等问题,提出利用高功重比液压缸辅助小功率电机械执行器驱动机械臂的液电混合半主动驱动系统。其中,电机械执行器主动控制机械臂运行,改善运行特性;液压缸与蓄能器连接,构成储能平衡系统,用于平衡机械臂自重,回收利用重力势能。根据电机械执行器与液压缸不同组合方式,提出3种驱动方案,以挖掘机动臂为具体应用对象,对不同驱动方案进行参数匹配设计和仿真分析。与节能效果显著的三腔液压缸负载敏感控制系统相比,液电混合驱动系统可进一步降低能耗达51%~56%,动臂速度超调和波动较小,可很好地按照预期速度运行。研究为举升机构驱动系统提供了新的方向,可实现绿色驱动,应用前景广泛。
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  负载口独立控制系统的节能边界

  陈晖, 施承伟, 杜恒, 刘晓阳, 蔡梓扬

  液压与气动. 2021, 0(2): 63-70. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2021.02.010

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  为了找寻负载口独立控制系统的极限节能边界,并明晰其节能机理,建立传统阀控系统和负载口独立控制系统的静态效率与静态能耗模型,利用归一化处理使模型转化为无量纲形式。选取与传统阀控系统可比拟的2种工况,即同泵源压力和同阀口开度,在负载口独立控制系统处于节能极限时(出油阀口全开)进行对比。仿真分析不同工况下2种系统的静态效率与能耗对比情况,并绘制效率分布谱获取全工况下效率分布对比情况。结果表明:同泵源压力下,负载口独立控制系统最多能提升阀控液压系统效率约5.7%,降低能耗约22.7%;同阀口开度下,负载口独立控制系统最多能提升阀控液压系统效率约19.4%,降低能耗约53%。负载口独立控制系统能够降低阀口节流损耗,进而降低阀控液压系统能耗。
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  基于不同算法的多孔式液压缓冲器设计优化与比较

  王成龙, 王雪亭, 魏学谦, 曾庆良

  液压与气动. 2021, 0(2): 71-76. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2021.02.011

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  以自主设计的新型多孔式液压缓冲器为研究对象,将系统的最大缓冲效率和最小峰值压力作为优化目标,建立了多孔式液压缓冲器节流孔优化模型,分别运用模拟退火算法、粒子群优化算法以及遗传算法对阻尼孔的数量、孔直径和孔间距进行组合优化。研究结果表明:相较于经验设计的等孔径等间距方案,经3种算法优化后的缓冲器效率均显著提高,峰值压力均显著下降;上述3种算法中粒子群优化算法在阻尼孔的组合优化中收敛速度更快,优化效果也更为理想。
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  柱塞泵压力脉动对液压挖掘机振动特性的影响

  李兆军, 黄钰钰, 孙颖, 刘福秀, 王玉江

  液压与气动. 2021, 0(2): 77-84. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2021.02.012

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  针对柱塞泵压力脉动对液压挖掘机振动特性的影响,建立包含发动机、柱塞泵、回转平台、驾驶室在内的液压挖掘机整机的动力学模型。分析作用在液压挖掘机上的柱塞泵压力脉动激励、发动机激励、路面激励3种外激励特性,研究液压挖掘机在外激励作用下的振动性能,揭示柱塞泵压力脉动激励对液压挖掘机振动特性的影响机理,并通过试验进行验证。研究表明:当液压挖掘机处于定置回转、定置工作以及行走工况下,柱塞泵压力脉动激励将对液压挖掘机动态性能产生影响,而当液压挖掘机处于定置怠速工况下,柱塞泵压力脉动激励较小,此时其对液压挖掘机动态性的影响也较小。
工程技术
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  可调速皮碗结构强度与通流特性数值仿真研究

  田昊, 王孙懿, 侯交义, 张增猛, 弓永军

  液压与气动. 2021, 0(2): 85-90. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2021.02.013

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  皮碗作为管道机器人常用动力装置,利用管道流体作用于其两端压力形成的压差作为整体装置动力来源,因其适用管道口径范围广、结构简单被广泛的关注与应用。皮碗在管中移动过程中随着管道压差变化发生相应变形,如果变形过大,可能导致皮碗脱离管壁造成驱动失效;如果管内压差及管壁间的摩擦力超出了皮碗的变形范围,则可能使皮碗发生破损。因此,皮碗结构的设计对于其自身结构强度及管道前后的通流特性具有重要意义。以外径100 mm皮碗为研究对象,通过系统仿真分别计算分析不同直径、厚度皮碗在不同压差时的最大接触应力、位移变化及管道前后两端的通流性能,得到皮碗在不同厚度和工作压差时皮碗相关性能的变化规律,为管道机器人皮碗的设计提供理论依据。
理论研究
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  吸油口压力影响下外啮合齿轮泵极限转速特性研究

  杨国来, 李晗, 郭霁贤, 张中成, 何皓

  液压与气动. 2021, 0(2): 91-94. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2021.02.014

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  外啮合齿轮泵在工业领域有广泛应用,随着技术水平的提高,对其转速要求越来越高。为了提高齿轮泵转速,分析限制齿轮泵转速的因素是必要的。运用数值模拟的方法,首先通过分析泵进出口流量特性得出了限制转速的原因;然后通过对比分析不同吸油口压力下,齿轮泵的最高转速得到了吸油压力对极限转速的影响规律。结果表明:齿轮泵的最高转速受进油压力影响较为明显,进油口压力升高时,齿轮泵极限转速也随之增加,压力约在0.758 MPa时,齿轮泵极限转速达到最大值。
工程技术
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  不同开口度下的煤矿水液压安全阀的气蚀特性

  张文标, 何涛, 王传礼, 陈明亮, 李成

  液压与气动. 2021, 0(2): 95-99. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2021.02.015

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  针对煤矿水液压安全阀存在的严重气蚀问题,建立双排阀口的CFD模型,分析了不同启动次序和开口度的阀腔气相体积分数和压力分布云图,并得到其影响规律及最佳的阀口开启次序。研究表明:3种开启方式下,开口度为0.8~1.2 mm时气蚀均较为严重;同步开启时,综合抗气蚀效果最差,开口度为0.8~1.2 mm时极易形成涡旋,且对气蚀现象有扩大作用;阀口1,2依次开启时,阀腔内部的气穴气蚀现象也较明显,最大气相体积分数值达98.3%,气穴范围也较大;阀口2,1依次开启时,其阀口1附近尾椎部分高压区域可以补偿压降,从而降低阀芯内部流场最大气相体积分数,且在阀口2开口度为0.8~1.2 mm时,相对其他2种开启方式,最大气相体积分数和面积分别降低了25.7%,18.6%,抗气蚀效果最佳。
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  基于正交试验的新型混凝土喷嘴结构优化研究

  杨蒙, 郭霁贤, 张国强, 曹文斌, 朱彦鹏

  液压与气动. 2021, 0(2): 100-104. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2021.02.016

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  为满足工程需要,设计一种自混合的混凝土喷嘴。通过该喷嘴可以将混有速凝剂的压缩空气和通过管道输运过来的混凝土拌合物混合。基于L₉(3⁴)正交试验,利用Fluent对9组不同结构参数的喷嘴进行数值模拟,采用极差分析法处理喷嘴出口混合均匀度,得到了新型喷嘴最佳的结构参数组合。结果表明:与传统喷嘴相比,优化后的新型喷嘴出口均匀度提高了9.69%,达到了改善混合效果的目标,验证了新型喷嘴结构设计的合理性,为新型喷嘴的实际应用提供了一定的理论支持。
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  高压航空燃油齿轮泵的齿轮强度校核及应力仿真分析

  李嘉, 李华聪, 王万成, 李柯柯, 郭丹妮

  液压与气动. 2021, 0(2): 105-113. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2021.02.017

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  以某型外啮合高压航空燃油齿轮泵为研究对象,推导齿轮理论强度校核计算公式及校核流程,对其齿轮进行强度校核;通过计算机CAD技术建立齿轮泵三维模型,基于ANSYS进行齿轮的动态啮合过程、静态接触应力、静态弯曲应力仿真;将3种仿真结果与理论校核结果进行对比,表明该仿真技术能够有效实现该型泵的应力仿真分析。应力分布结果表明:齿轮动态啮合过程中,最大应力发生在中心距中点位置和啮合线末端,且通过对2个位置的静态接触应力和弯曲应力仿真获取相应的齿面接触应力和齿根弯曲应力的啮合性能参数,再次验证齿轮的受力规律,对新一代航空发动机主供油泵的设计及仿真研究具有一定的工程实践意义。
综合应用
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  基于粒子群算法的地震模拟振动台参数整定方法

  高春华, 袁晓波, 王洁琼, 张永河

  液压与气动. 2021, 0(2): 114-122. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2021.02.018

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  在地震模拟振动台控制系统中,常用三参量控制实现加速度信号控制,但目前三参量参数理论整定方法存在效果不佳、智能化程度不高等问题。针对三参量控制参数整定问题,提出一种基于粒子群算法的三参量控制参数整定算法,利用粒子群算法的寻优能力完成三参量参数整定研究。仿真结果显示,与理论值相比,粒子群算法自整定值控制下地震模拟振动台波形复现精度得到提高,表明粒子群算法实现地震模拟振动台三参量控制系统参数整定,算法有效。
理论研究
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  基于AMESim和反步控制器的阀控电液伺服系统滑模控制分析

  徐洪涛, 李延民

  液压与气动. 2021, 0(2): 123-128. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2021.02.019

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  为了有效消除阀控电液伺服系统受到匹配干扰影响,采用反步法对系统非匹配干扰进行补偿,并引入了光滑连续一阶可导滑模控制技术,消除了滑模控制和反步控制过程的冲突。分析阀控电液伺服系统组成,建立了阀控电液伺服系统数学模型,并展开联合仿真分析。结果表明:在所有控制阶段中,滑模反步控制器都实现了有效抑制未知非匹配干扰程度,达到稳定的滑模反步控制状态后不会发生抖动情况。滑模反步控制器相对于反步控制器和PID控制器具备更小的稳态跟踪误差最大值和误差均方,可以获得更优的控制效果。滑模反步控制器同时具备反步控制和滑模控制的优势,不需要构建未知系统精确数学模型也可以获得良好控制效果。
工程技术
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  超高压轴向柱塞泵缸体结构强度分析

  张晋, 黄橙橙, 隋佳鑫, 陈冬京, 孔祥东

  液压与气动. 2021, 0(2): 129-133. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2021.02.020

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  液压泵是超高压液压传动系统的核心动力元件,其性能的好坏直接影响超高压液压系统的性能。以ANSYS软件为平台,针对超高压轴向柱塞泵缸体的结构强度分析,建立超高压轴向柱塞泵缸体的有限元模型,将轴向柱塞泵加压至120 MPa,进行缸体强度校核,发现缸体结构强度不达标,并通过试验验证了仿真的正确性;同时将缸体结构进行优化,得到不同结构下缸体的结构强度校核结果,发现缸体结构强度依旧不能够满足,最终得到了45号钢不适合作为120 MPa超高压柱塞泵缸体材料的结论。
综合应用
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  基于AMESim的同步柔性冲压装置控制系统仿真分析

  穆天驰, 张东民, 周伟民

  液压与气动. 2021, 0(2): 134-138. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2021.02.021

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  冲压件作为一种大批量零部件在机械行业制造中起到非常重要的作用,针对一些特殊零部件的冲压,采用3个同步气液缸来完成对冲压件三边的定心柔性冲压,为了进一步提高冲压装置的冲压精度和柔性化,设计一种串联气液缸与机械刚性连接相结合的控制系统。通过AMESim仿真软件的分析以及实验验证,有效减少了三边同步误差的时间,确保零件冲压时的三边同步误差控制在允许误差范围内,能够冲压多种规格的零部件,具有结构简单、成本低、操作维护简便的特点,实现了零部件三边定心冲压的高精度化,有效减少不合格品的产生,提高了生产效率。
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  球化剂计量投料装置的设计

  周兰美

  液压与气动. 2021, 0(2): 139-143. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2021.02.022

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  针对球墨铸铁生产过程中工作效率低、球化率低和工作环境恶劣等问题,设计了一种球化剂计量投料装置,用于自动计量和投入球化剂和覆盖剂,其由压实气缸、覆盖剂料仓、球化剂料仓、伸缩导料管和球化包、称重磅体等组成;球化剂和覆盖剂料仓放料速度由抱紧气缸来调节。该设计采用PLC实现远程控制球化剂和覆盖剂的称重和投入压实等工作;该装置经实际使用后,称重更精确,球化率显著提高,球墨铸铁质量好,且对工作环境好,工作效率高。
理论研究
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  催化裂化中可压缩湍流气固两相数值模拟

  周迪锋, 刘冬玉

  液压与气动. 2021, 0(2): 144-149. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2021.02.023

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  为了解决石油催化裂化中催化剂颗粒气体动力学难以进行实验的问题,采用基于大涡数值模拟(LES)的研究方法,在一定程度上克服了DNS法的超大计算量和RANS法的通用性小的缺点,对流场湍流有较高的仿真精度。利用工程常见的直管作为仿真对象,采用PFC-CCFD软件,对催化剂颗粒的运动和力学特征,气场的运动进行研究。分析仿真结果,得到管道内催化剂颗粒的速度分布、气场对颗粒的曳力、气场的运动状态、颗粒与颗粒的碰撞次数、颗粒和管壁的碰撞次数、颗粒动能的变化。通过PIV观测试验,研究颗粒运动轨迹,结合理论研究,揭示了管道内催化剂颗粒动力学特征。
工程技术
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  高压涡轮动叶吸力面气膜冷却特性研究

  赵洪利, 来永超, 魏凯, 郑涅, 陈天铭

  液压与气动. 2021, 0(2): 150-156. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2021.02.024

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  为了研究某航空发动机高压涡轮动叶吸力面的气膜冷却特性,通过数值模拟的方法,采用SST k-ω湍流模型,分析了高压涡轮动叶在静止和旋转条件下,吸力面气膜冷却效率的影响规律。结果表明:在静止条件下,相同主流湍流度时吹风比对吸力面气膜冷却效率影响显著,冷却效率随着吹风比的增大而减小;在小吹风比下,气膜冷却效率随着主流湍流度的增大而减小;在大吹风比下,气膜冷却效率随着主流湍流度的增大而增大。在相同湍流度和转速下,随着吹风比的增大,气膜向高半径偏转程度减小;在相同湍流度和吹风比下,随着转速的增大,气膜沿流向上的气膜覆盖面积减弱。优化结构的扇形气膜孔对叶片吸力面具有更好的冷却效果。
综合应用
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  配气台管路系统气固耦合振动特性分析

  姜续, 何轩, 何丽, 张博宇

  液压与气动. 2021, 0(2): 157-161. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2021.02.025

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  针对配气台管路振动问题,采用传递矩阵法和有限元模态分析法,建立管道系统振动频率的计算模型。运用MATLAB,ANSYS和AMESim软件分析计算,得到气柱固有频率、结构固有频率及扰动频率三者之间的关系,确定配气台管路振动的原因,并提出有效的解决措施。研究表明:由于扰动频率与管路内气柱低阶固有频率相近,激发配气台管路剧烈共振,通过增加阻尼孔板和增加管路支撑,改变了管路内气柱固有频率和结构固有频率,有效的解决了配气台管路共振问题。
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  基于双流体模型的粉末压制过程气体流动特性仿真研究

  刘亚俊, 陈李桃, 方奕格, 张青

  液压与气动. 2021, 0(2): 162-169. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2021.02.026

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  利用实验方法很难获得粉体内部气流轨迹和压力分布的详细信息,因此仿真技术是研究粉末压制的重要手段之一。针对粉体床内部在压制过程中的气体流场变化,采用基于双流体模型的二维多相流CFD软件Fluent对粉体床内的气流进行模拟。通过研究压制过程中初期、中期和末期3个时间点的气体体积分布和速度分布,发现压制速度是粉末压制非常重要的因素。由于粉床中的气体主要聚集在靠近压头的上层,因此提出在压头表面设计排气孔,有助于粉末中的空气流出,提高砖坯质量。
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  气动步进蠕动式水闸钢丝绳攀爬机器人研制

  方贵盛, 张港, 郑高安, 姚林晓

  液压与气动. 2021, 0(2): 170-176. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2021.02.027

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  针对现有水闸钢丝人工养护存在工作效率低、安全性能差等问题,提出了一种用于水闸钢丝绳清洗、检测和涂油等养护作业的气动步进蠕动式机器人。该机器人采用分体式结构,由上部装置和下部装置构成,每部分装置主体结构均由气缸构成。采用气动方式驱动气缸实现机器人夹紧、移动和导向功能。采用PLC控制实现机器人沿钢丝绳自主爬升、下降和悬停。通过改变气缸直径的大小和夹紧气缸的行程,实现机器人在不同直径钢丝绳上带不同负载攀爬作业。通过调节节流阀进出气大小和伸缩气缸行程,控制机器人的攀爬速度。样机测试结果表明,该钢丝绳攀爬机器人结构小巧、稳定性好、适应性强,为下一步研制水闸钢丝绳自动维护作业结构奠定了基础。
工程技术
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  一种主动阻尼式燃气作动器的设计及实验验证

  杨敏勃, 杨磊, 康昌玺, 王瑞琦

  液压与气动. 2021, 0(2): 177-184. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2021.02.028

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  为了减小导弹高超音速飞行时,其折叠式舵面在严酷的风载条件下展开到位时的冲击,设计了一种主动阻尼式内缩型燃气作动器,并研制了原理样机。在对作动器的结构、工作原理进行介绍的基础上,设计了其主要零部件并进行了有限元分析。确定了舵面风载荷模拟加载的方法并搭建了地面模拟加载实验系统。建立了作动器工作过程的数学模型和仿真模型,并利用MATLAB/Simulink进行了仿真分析,获得了作动器的主要技术参数,进行了地面模拟加载实验验证,结果表明:在顺风载荷条件下,作动器的活塞拉杆先加速运动,然后减速运动,最后以较小的速度运动到位,因此作动器具有良好的负载自适应能力。实验结果与仿真结果基本一致,可为后续工程应用提供参考。
理论研究
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  建压曲线判定电液伺服机构排气充分程度的方法

  赵春, 叶朋, 刘新, 郑波, 胡逸洲

  液压与气动. 2021, 0(2): 185-188. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2021.02.029

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  提出由建压曲线判定电液伺服机构排气充分程度的方法,建立系统压力数学模型,进行仿真分析和试验验证,确定某型电液伺服机构排气充分的判据,即启机后系统压力达到蓄能器充气压力时间不大于0.073 s。此方法不用新增测量器件,仅依靠现有生产测试仪即可实现,方便易用。