五自由度混联机构型综合的研究

提出了一种系统有效的混联机器人构型综合的新方法和单并联、多并联混联机构的概念及表示方法。根据螺旋理论构造了单开链五自由度串联机构;基于自由度分配原理,分析了可能出现的五自由度混联机构具体类型;将并联机构视为一个复合运动单元构型到串联机构中,替代串联机构中运动基相同且连续的若干运动单元,获得五自由度混联机器人构型;通过运动螺旋的线性组合来生成其他混联机构,并通过实例验证了该构型的正确性。分析表明该机构兼具串联机构和并联机构的优点。     

基于神经网络的空间可展天线展开过程智能控制研究

从多柔体力学的角度建立了环形桁架可展天线的展开动力学方程，针对系统展开过程的非线性与时变性，基于神经网络设计出了一种具有预测与实时优化功能的过程控制系统，为可展天线展开过程速度控制提供了一种智能控制方法。仿直结果表明，该智能控制系统解决了空间可展天线展开过程的复杂多变量非线性时变控制问题，并且具有良好的控制精度、自适应性、稳定性和鲁棒性。     

一种分段式雷达保护架自动展收机构及力学特性研究

针对当前雷达天线保护架需人工进行安装与拆卸的现状,设计一种分段式雷达保护架自动展收机构,并可兼做维修功能平台,通过应用液压闭环同步控制技术实现保护架的自动展开与收拢,极大提高雷达的机动性能。运用多体动力学仿真及优化技术对其关键力学特性进行分析,为该机构的研制提供了参考。     

一种往复式液压活塞机构

本发明公开了一种往复式液压活塞机构，该机构包括套筒、活塞和活塞杆，活塞杆与活塞相固定，活塞直接通过其外表面与套筒内壁相配合，活塞外表面上间隔适当距离加工有若干道环形凹槽，两两环形凹槽之间为与套筒内壁相配合的配合面，该配合面与套筒内壁之间留有2～3μm的间隙。     

剪刀架举升机构统一输入力计算与仿真比较研究

剪刀单元是众多机构的基本组成单元,应用广泛。针对不同输入配置的单节式剪刀架举升机构(剪升机构),其输入力分析是设计工作的首要步骤。对全部不同输入构型的单节剪刀架举升机构进行仿真建模。在统一输入力公式基础上,提出机构输入力变化判别式。通过理论分析与仿真结果的对比,可以验证所研究方法的正确性。     

SLM NiTi记忆合金BCC点阵结构的吸能特性研究

通过选区激光熔化（SLM）技术制备了不同体积分数的NiTi记忆合金BCC点阵结构（基于CAD及基于三周期极小曲面TPMS）,分析了失效前的压缩响应,研究了体积分数、单元构型和微观组织对能量吸收的影响。结果表明：NiTi BCC点阵（体积分数5 %~25 %）在压缩至损伤前具有优秀的比能量吸收（0.45~1.89 J/g）,卸载后加热可恢复至92 %以上;体积分数及单元构型对NiTi BCC点阵的压缩响应有重要影响;体积分数小于15 %时,CAD样品具有更长可压缩应变,比能量吸收更好;体积分数大于15 %时,TPMS样品具有更高压缩应力,比能量吸收更好;SLM过程中的阶梯效应导致了点阵支杆的下表面与内部具有不同的材料组织,下表面处熔池条纹更深更宽且晶粒更加粗大;材料异质性导致了相对较差的机械性能,不利于能量吸收;由于受载下应力集中位置及异质比例的不同,该材料异质性对低体积分数的TPMS样品的不利影响更大。     

三态缸式数字液压变压器的设计与实现

为了扩大数字液压变压器的变压比范围、实现变压比的平滑调节,设计一种三态液压缸式数字液压变压器,可以通过各级液压缸运行状态的不同组合实现变压比按自然数规律离散变化,给出其设计结构与实现方法。三态缸式数字液压变压器与BISHOP等设计的数字式液压变压器相比,充分利用了液压缸的3种运行状态,使得在使用相同数量液压缸前提下可以构造出更多的变压比,使变压更加平滑。对比分析了两种设计方法下液压缸的利用率和液压机构控制单元出力波动大小,该设计下液压缸利用率更高,液压机构控制单元出力波动更小,更加经济;而且使用的液压缸数量越多,优势越明显。     

交叉杆Stewart并联机构静刚度分析和设计

并联机构应用于数控加工设备时要求具有很高的刚度,交叉杆机构将原有Stewart机构的3对驱动杆交错分布,使得其在运动过程中可以平均分配驱动杆的伸长量。为了验证该型机构的刚度性能,采用罗德里格斯参数方法构建了交叉杆并联机构的雅可比矩阵,推导出该型机构的刚度计算公式,分析了其在不同位置时的最小刚度和两个方向的单项刚度,并给出了其在工作空间中的分布规律。通过与传统Stewart构型的对比分析得出交叉杆并联机构的机构特点与设计优势,为这种机构的应用和开发提供了理论依据。     

空间串联机构重力平衡设计方法与仿真分析

以穿戴式机器人空间串联机构的重力补偿机构为研究对象,提出平衡连杆旋转中心与补偿器轴线对中的设计方法。在平衡连杆的偏航面旋转中,设计平面重力补偿单元,然后将补偿单元改装成空间重力补偿单元,以适应平衡连杆的一般性旋转。将串联机构的重力势能视为多个子系统的重力势能之和,分析空间重力补偿单元对平衡连杆的作用模式和偏转的补偿性能。最后结合空间重力补偿与同步带结构,构建空间串联机构的重力补偿机构。通过对空间重力补偿的仿真分析,验证了重力平衡性能和所提设计方法的有效性。     

一种新型球形缸体旋转活塞动力转换机构

设计了一种新型球形旋转活塞动力转换机构,介绍其基本结构。进行运动学比分析,求出了其运动比方程。采用CAE软件对其运动进行了仿真模拟分析,进一步验证了方程的准确性。该机构不仅可用于流体的动能和压力能向机械回转能转换,也可应用于机械回转能向流体的动能和压力能转换。     

一种三自由度弱耦合并联机构运动学分析

提出一种PRR+2-PRRU型两平移一转动并联机构,并研究其运动学特性.根据方位特征集理论分析并联机构的POC集、自由度和耦合度等机构拓扑特性;该机构耦合度为1,其构型为弱耦合设计.运用解析法进行位置分析,并通过MATLAB验证位置求解的正确性.在位置分析的基础上,分析了机构工作空间,并求解机构运动Jacobian矩阵...     

可重构液压自伺服机器人关节D H参数库建立与运动学分析

提出了一种利用迭代法求解可重构液压自伺服机器人逆解的方法。对可重构液压自伺服机器人关节做了定义,得出了相邻两动力模块较优连接方式表;探讨了3个动力模块之间的连接方式,建立了D-H参数库一,再根据动力模块与末端执行器之间的连接方式建立了D-H参数库二;介绍了机械臂数学模型,并选定了一种构型,根据该构型便可确定与其相对应的D-H参数,并得到了该构型的正运动学方程组;最后通过迭代法求得了可重构液压自伺服机器人逆解,并利用ADAMS软件验证了逆解的可行性。仿真结果表明:利用迭代法求可重构液压自伺服机器人运动学逆解是切实可行的,且迭代法适用于任何构型求逆解。     

适于特殊要求的跃度连续的凸轮曲线的构造

构造了两种适用于高速重载工况下的凸轮运动曲线,根据凸轮机构通用多项式运动规律应用微分计算构建了7次项运动规律曲线;用微分和积分计算对凸轮机构的修正梯形加速度运动规律曲线和变形加速度规律曲线进行了构建;并分析了所构建凸轮曲线的动力特性,该曲线满足加速度连续和跃度连续的凸轮机构运动规律,可推广应用于高速运动的凸轮机构中。     

薄壁高筋筒件的径向包络成形装备运动学分析

对径向包络成形装备的位置反解、奇异位形和工作空间等运动学进行分析。通过闭环矢量法建立六连杆三自由度并联机构的运动学模型,利用雅可比矩阵求解奇异位形,通过位置约束条件求解工作空间。揭示六连杆三自由度并联机构的运动学特性;建立驱动滑块位置和包络辊位姿之间的映射关系,得到驱动滑块的位移、速度和加速度表达式;得到并联机构的两种奇异位形;分析机构工作空间的影响因素和限制条件,求解了并联机构的工作空间。通过径向包络成形装备的运动学分析,表明了当前构型和运动参数的可行性,在运动平台转角γ最小时,并联机构可获得最大的移动工作空间。上述研究为径向包络成形装备运动控制提供了理论依据。     

环形虚拟材料的圆柱结合部动态特性建模

针对弹簧阻尼单元在圆柱结合部动态特性的模拟中的不连续等缺陷,提出一种新的结合面建模方式,构建模拟结合面动态特性情况的一层环形虚拟材料层,通过设置环形虚拟材料层的材料属性来实现接触面动态特性的仿真模拟。对所建立的理论模型分别采用了两组弹簧阻尼单元建模、四组弹簧阻尼建模和环形虚拟材料层建模。将三组仿真结果与理论模型的解析解对比,其中环形虚拟材料层模型的误差仅有3.51%,而两组弹簧阻尼单元模型和四组弹簧阻尼单元模型的误差分别是14.34%和10.68%。对于建立的双驱滚滑复合导轨进给系统,采用了弹簧阻尼单元建模与虚拟材料层建模,并将两种仿真结果与系统的模态锤击实验结果对比。弹簧阻尼单元仿真的前6阶频率中,误差均在15%以上。环形虚拟材料仿真的前6阶频率中,除了第二阶误差在11.1%,其他误差均控制在8%以内,满足工程分析需要。     

基于单开链单元的三转动并联机构型综合及其分类

以单开链为单元,基于方位特征(POC)集理论,对三转动并联机构进行了型综合,给出了三转动输出并联机构型综合的一般步骤和具体实例。基于该理论方法得到了48种三转动输出并联机构,包括以前设计出的一些机构和部分新机构,并根据拓扑结构特征对其进行了分析和分类。     

机械系统运动方案的计算机辅助设计

文章提出了根据型综合与尺度综合的设计结果将机构运动简图在空间展开的方法。建立机械系统的状态变换空间,将运动方案设计转换为状态空间中的路径规划问题。将运动状态变换方程转化为特征状态变换方程,利用构型综合的特征状态空间方法得到概念构型。将系统的运动性能分配到每个机构,调用机构单元的尺度综合算法,得到对应机构的尺寸信息。以基本机构作为基本的绘图单元,利用坐标变换来实现机构图元连接,并详细说明了将机构运动方案展开的具体方法。对机构简图的生成过程开发相应的程序,并给出了具体的设计实例。     

塑件斜面上带环形嵌件的简易抽芯机构

在塑件斜面上成形孔并嵌入环形件,这样就产生了侧向分型与环形嵌件定位的重双问题。一般侧向分型大多采用斜导柱、斜滑块、弯销等抽芯机构,但这些方法对于环形嵌件的定位并没有优越性,且结构复杂,加工成本也高,不利于小批量或试生产的要求。下面将介绍几种在塑件斜面上带环形嵌件的抽芯机构。一.模内手动抽芯机构模内手动分型抽芯机构(图1)工作时,首先把环形嵌件(件2)套在手动抽芯机构的     

一种新型磁吸附履带式攀附机构的设计与试验

针对传统磁吸附攀爬机器人攀附力较小、带载能力差的问题,研究高攀附力/自重比磁吸附履带式攀附机构的设计与制造方法。提出一种新型磁吸附履带结构设计方案,研制攀附机构样机并进行性能测试研究。基于ANSYS有限元分析,对比分析4种Halbach磁铁阵列单元的最佳组合模式,实现了轻量化设计的攀附机构,有效提高了磁铁阵列单元的吸附力与自重比。为了实现磁铁阵列在攀爬机器人系统中的应用,融合链条传动和同步带传动方式,设计一种履带式攀附机构,并将它用于磁吸附攀爬机器人系统,完成了垂直攀爬和倒置攀爬运动,最大吸附力/自重比可达2.54。     

聚氨酯弹性体引射筒注射模设计

分析了引射筒塑件的结构特点,结合聚氨酯弹性体塑料的高弹性特性,针对塑件外形及内部均存在环形倒扣结构的特点,经过对比分析确定了模具结构方案;该模具结构设计采用液压缸抽芯机构成型塑件外侧凹槽,采用强制脱模机构成型环形内凸起,并合理设置模具冷却系统,避免塑件变形;经实际生产验证,该模具结构合理,冷却系统可靠,成型的塑件质量高。