试品跌落测试系统控制技术研究
发布时间：2021-04-09 08:56
跌落测试是通过模拟试品在搬运或装卸过程中意外跌落的过程,来检测试品抗击意外冲击的能力,它是检验试品包装安全性与可靠性的重要手段。针对现有跌落测试系统自动化程度较低,并且不适用于军事用品包装件跌落测试的现状,设计一种三级气动机械手与跌落测试相结合的,具有自动调整试品跌落姿态功能的控制系统。首先,对跌落测试系统主要结构和组成部分进行分析,设计跌落测试系统整体工作过程;结合跌落测试标准确定测试系统控制功能,完成控制系统总体设计。然后针对机械手提升和夹持过程中可能出现滑动的问题,采用将滑觉检测技术应用于夹持机械手的方法,选择了具有压电效应的聚偏氟乙烯（PVDF）压电薄膜传感器,分析传感器滑觉检测机理,并设计了可提高传感器信噪比的调理电路;针对机械手夹持力难以控制的问题,建立三级气动机械手气动伺服系统,并对机械手夹持力控制系统进行建模分析,通过线性化处理确定系统传递函数及分析系统特性后,选用模糊自适应PID控制方法增大机械手夹持力,使用MATLAB/Simulink工具对控制方法进行仿真分析,进一步验证此方法的适用性。最后,对跌落测试系统进行关键硬件选型,并对机械手夹持力控制分系统、试品高度升降...
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
美国蓝氏公司PDT80型号跌落测试设备蓝氏公司PDT300型号零跌落测试设备如图1.2所示，负载能力可达80kg，可通
第1章绪论2在跌落测试行业，美国蓝氏公司设计生产的跌落测试设备一直处于行业领先地位。如图1.1所示，蓝氏公司的PDT80型号跌落机是一款性价比很高的跌落试验机，其采用单臂托架式设计，负载能力为30kg，采用精密凸轮和轴承相结合的翻板设计，并配备有内置微电路的手持遥控器，可通过遥控器控制步进电机完成试品的自动提升和高度定位。但在对六面体试品进行角跌落和棱跌落测试时，需要工作人员用边角固定器对试品进行姿态固定，存在浪费人力的问题。图1.1美国蓝氏公司PDT80型号跌落测试设备蓝氏公司PDT300型号零跌落测试设备如图1.2所示，负载能力可达80kg，可通过手持遥控器控制电机完成试品高度提升功能，托架采用钢焊接结构，可通过控制释放部分气动气缸装置，使托架加速向下运动直接嵌入底座。此设备也不具备姿态调整功能，需人工对试品翻转到设定跌落姿态后用可调节距离的夹持式边角固定器固定。因为此设备适用于质量较大的试品，存在较大的安全隐患。图1.2美国蓝氏公司PDT300型号跌落测试设备日本吉田精机设计生产的DT-50系列包装货物落下试验设备，负载能力为70kg，采用控制器根据定位指针设定的跌落高度，控制电机提升的方法，但在进行试品角、
第1章绪论3棱跌落时也是采用人工翻转试品后用边角固定器固定的方式，自动化程度较低。国内的跌落试验机也处在稳步发展的过程中，广东贝尔实验设备有限公司设计生产的BF-F-315S单臂包装跌落测试设备如图1.3所示，其具有电动升降装置，配备有高度显示仪和不锈钢尺，方便客户核对与校正跌落高度。进行试品角、棱跌落时，需人工调整试品姿态后用配备的双杆式边角固定器固定。图1.3广东贝尔BF-F-315S跌落测试设备东莞市泓进检测仪器有限公司设计生产的的双臂式跌落测试设备如图1.4所示，可通过操作台进行跌落高度的设定，内置控制器根据设定的跌落高度提升试品；试品进行棱、角跌落时由人工进行姿态调整后放置在双臂托架上，并用上方边角固定器固定，按下操作台上的跌落按钮，双臂托架向下翻转脱离试品，存在跌落姿态调整不准确的问题。图1.4双臂式跌落测试设备南京理工大学王叶奔儒等[4]人设计了一套针对榴弹包装箱进行跌落试验的设备，此试验设备采用激光传感器用于跌落高度的定位，采用气缸连杆装置夹持试品，用45°夹持托架进行试品的角跌落姿态调整，采用传感控制系统实现夹持装置释放试品的控制。此设备只适用于榴弹包装箱以45°角跌落的试验，不适用于其它尺寸试品的角跌落试验。经过调研国内外跌落设备现状发现，现有的跌落设备大多采用控制电机的方式实
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于PLC的模糊PID冷却液温度控制系统的设计[J]. 范蟠果,刘经纬,王超然,刘晓航. 工业仪表与自动化装置. 2020(01)
[2]模糊PID在自动跟踪系统伺服控制中的应用设计[J]. 黄友. 电子制作. 2020(01)
[3]基于模糊PID控制算法的管廊通风系统设计[J]. 杨辉,严永锋,陆荣秀. 控制工程. 2019(12)
[4]基于呼吸检测传感器的PVDF薄膜压电效应仿真[J]. 刘亚萍,严荣国,刘奇良. 生物医学工程学进展. 2019(03)
[5]模糊PID控制器在定高无人机中的应用[J]. 孔祥煜. 自动化与仪器仪表. 2019(06)
[6]薄型烟机包装实验室测试与跌落仿真分析[J]. 何雯,陈满儒. 包装工程. 2019(03)
[7]新型柔性呼吸传感器的设计与性能研究[J]. 薛君. 机械工程与自动化. 2018(06)
[8]机械手夹紧控制系统基于模糊PID控制的研究[J]. 沈玲. 内燃机与配件. 2018(15)
[9]助老伴行机器人的触滑觉驱动控制系统设计开发[J]. 韩焕杰,张小栋,穆小奇,王亚宾. 计算机测量与控制. 2018(06)
[10]榴弹包装箱跌落实验装置的设计与分析[J]. 王叶奔儒,潘孝斌,周鑫,万云瑞. 机床与液压. 2018(11)
博士论文
[1]基于压力敏感导电橡胶的柔性多维阵列触觉传感器研究[D]. 黄英.合肥工业大学 2008
硕士论文
[1]基于仿生触觉传感器的多信息感知系统研究[D]. 徐洋.吉林大学 2019
[2]机器人指尖的多模态触觉感知研究[D]. 薛红香.燕山大学 2019
[3]基于DSP的多通道PVDF压电薄膜谷物损失传感器信号处理系统研究[D]. 曹蕊.浙江大学 2019
[4]气动伺服焊枪系统位置控制研究[D]. 赵彦楠.合肥工业大学 2019
[5]用于智能机器人物体抓取中触滑觉信息检测的柔性触觉传感阵列研究[D]. 武欣.浙江大学 2019
[6]基于模糊PID算法的电弧炉电极控制系统研究[D]. 朱雁鹏.吉林大学 2018
[7]装焊精确定位柔性辅助系统的设计与实现[D]. 韦双余.哈尔滨工业大学 2018
[8]基于模糊PID算法的强力混合机料位平衡控制技术研究[D]. 邹蔓弘.湘潭大学 2017
[9]基于二维力反馈的机械手夹持器设计与研究[D]. 宋俊男.江南大学 2017
[10]基于压电薄膜的多功能触觉信号检测系统研究[D]. 田红英.吉林大学 2016
本文编号：3127328
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
美国蓝氏公司PDT80型号跌落测试设备蓝氏公司PDT300型号零跌落测试设备如图1.2所示，负载能力可达80kg，可通
第1章绪论2在跌落测试行业，美国蓝氏公司设计生产的跌落测试设备一直处于行业领先地位。如图1.1所示，蓝氏公司的PDT80型号跌落机是一款性价比很高的跌落试验机，其采用单臂托架式设计，负载能力为30kg，采用精密凸轮和轴承相结合的翻板设计，并配备有内置微电路的手持遥控器，可通过遥控器控制步进电机完成试品的自动提升和高度定位。但在对六面体试品进行角跌落和棱跌落测试时，需要工作人员用边角固定器对试品进行姿态固定，存在浪费人力的问题。图1.1美国蓝氏公司PDT80型号跌落测试设备蓝氏公司PDT300型号零跌落测试设备如图1.2所示，负载能力可达80kg，可通过手持遥控器控制电机完成试品高度提升功能，托架采用钢焊接结构，可通过控制释放部分气动气缸装置，使托架加速向下运动直接嵌入底座。此设备也不具备姿态调整功能，需人工对试品翻转到设定跌落姿态后用可调节距离的夹持式边角固定器固定。因为此设备适用于质量较大的试品，存在较大的安全隐患。图1.2美国蓝氏公司PDT300型号跌落测试设备日本吉田精机设计生产的DT-50系列包装货物落下试验设备，负载能力为70kg，采用控制器根据定位指针设定的跌落高度，控制电机提升的方法，但在进行试品角、
第1章绪论3棱跌落时也是采用人工翻转试品后用边角固定器固定的方式，自动化程度较低。国内的跌落试验机也处在稳步发展的过程中，广东贝尔实验设备有限公司设计生产的BF-F-315S单臂包装跌落测试设备如图1.3所示，其具有电动升降装置，配备有高度显示仪和不锈钢尺，方便客户核对与校正跌落高度。进行试品角、棱跌落时，需人工调整试品姿态后用配备的双杆式边角固定器固定。图1.3广东贝尔BF-F-315S跌落测试设备东莞市泓进检测仪器有限公司设计生产的的双臂式跌落测试设备如图1.4所示，可通过操作台进行跌落高度的设定，内置控制器根据设定的跌落高度提升试品；试品进行棱、角跌落时由人工进行姿态调整后放置在双臂托架上，并用上方边角固定器固定，按下操作台上的跌落按钮，双臂托架向下翻转脱离试品，存在跌落姿态调整不准确的问题。图1.4双臂式跌落测试设备南京理工大学王叶奔儒等[4]人设计了一套针对榴弹包装箱进行跌落试验的设备，此试验设备采用激光传感器用于跌落高度的定位，采用气缸连杆装置夹持试品，用45°夹持托架进行试品的角跌落姿态调整，采用传感控制系统实现夹持装置释放试品的控制。此设备只适用于榴弹包装箱以45°角跌落的试验，不适用于其它尺寸试品的角跌落试验。经过调研国内外跌落设备现状发现，现有的跌落设备大多采用控制电机的方式实
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于PLC的模糊PID冷却液温度控制系统的设计[J]. 范蟠果,刘经纬,王超然,刘晓航. 工业仪表与自动化装置. 2020(01)
[2]模糊PID在自动跟踪系统伺服控制中的应用设计[J]. 黄友. 电子制作. 2020(01)
[3]基于模糊PID控制算法的管廊通风系统设计[J]. 杨辉,严永锋,陆荣秀. 控制工程. 2019(12)
[4]基于呼吸检测传感器的PVDF薄膜压电效应仿真[J]. 刘亚萍,严荣国,刘奇良. 生物医学工程学进展. 2019(03)
[5]模糊PID控制器在定高无人机中的应用[J]. 孔祥煜. 自动化与仪器仪表. 2019(06)
[6]薄型烟机包装实验室测试与跌落仿真分析[J]. 何雯,陈满儒. 包装工程. 2019(03)
[7]新型柔性呼吸传感器的设计与性能研究[J]. 薛君. 机械工程与自动化. 2018(06)
[8]机械手夹紧控制系统基于模糊PID控制的研究[J]. 沈玲. 内燃机与配件. 2018(15)
[9]助老伴行机器人的触滑觉驱动控制系统设计开发[J]. 韩焕杰,张小栋,穆小奇,王亚宾. 计算机测量与控制. 2018(06)
[10]榴弹包装箱跌落实验装置的设计与分析[J]. 王叶奔儒,潘孝斌,周鑫,万云瑞. 机床与液压. 2018(11)
博士论文
[1]基于压力敏感导电橡胶的柔性多维阵列触觉传感器研究[D]. 黄英.合肥工业大学 2008
硕士论文
[1]基于仿生触觉传感器的多信息感知系统研究[D]. 徐洋.吉林大学 2019
[2]机器人指尖的多模态触觉感知研究[D]. 薛红香.燕山大学 2019
[3]基于DSP的多通道PVDF压电薄膜谷物损失传感器信号处理系统研究[D]. 曹蕊.浙江大学 2019
[4]气动伺服焊枪系统位置控制研究[D]. 赵彦楠.合肥工业大学 2019
[5]用于智能机器人物体抓取中触滑觉信息检测的柔性触觉传感阵列研究[D]. 武欣.浙江大学 2019
[6]基于模糊PID算法的电弧炉电极控制系统研究[D]. 朱雁鹏.吉林大学 2018
[7]装焊精确定位柔性辅助系统的设计与实现[D]. 韦双余.哈尔滨工业大学 2018
[8]基于模糊PID算法的强力混合机料位平衡控制技术研究[D]. 邹蔓弘.湘潭大学 2017
[9]基于二维力反馈的机械手夹持器设计与研究[D]. 宋俊男.江南大学 2017
[10]基于压电薄膜的多功能触觉信号检测系统研究[D]. 田红英.吉林大学 2016
本文编号：3127328
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