含间隙平面连杆机构的运动精度概率分析

在利用连续接触模型对含间隙平面机构进行运动分析的基础上,应用概率统计和随机过程理论,建立了含间隙平面机构的运动精度概率分析模型,并以一多间隙平面铰链四杆机构为例介绍了此模型。整个模型以矩阵形式表达,避开了对机构输出表达式直接微分遇到的复杂数学运算,同时也解决了机构输出参数误差的相关性问题,非常适合于计算机编程计算。     

含球关节间隙的RSSR机构动力学建模与仿真

为研究含球关节间隙对空间连杆机构动态性能的影响,建立含间隙的球关节运动学模型,基于拉格朗日乘子法,建立含球关节间隙的RSSR空间机构动力学模型,仿真分析了关节接触力模型、曲柄输入转速、间隙尺寸等因素对机构的动态性能的影响.仿真结果表明:不同的关节接触力模型,对仿真结果影响较大;球头与球窝的碰撞接触点主要分布在间隙球的两个局部区域;间隙尺寸对机构摇杆输出角加速度波动以及球关节接触力影响最大,间隙尺寸的大小与摇杆角加速度、关节接触力大小的变化呈现非线性正相关的趋势.     

求解含间隙机构运行微分方程的摄动法

提出了一种求解在连续接触模型下含间隙机构运动微分方程的摄动方法.这种方法不是直接求解具有刚性(Stiff)很大的含间隙平面连杆机构的运动微分方程,而是通过求解无间隙标称机构来得到相应含间隙机构的动力响应,所得结果具有较好的精度,而计算量则大大减小.     

含间隙的平面四杆机构运动特性分析

利用连续接触模型把含间隙机构转化为多构件多自由度的无间隙机构进行分析,结合拉格朗日方程推导出机构的动力学方程,并建立形式简单、适于计算机编程计算的矩阵形式的含间隙机构运动学输出表达式模型.通过对机构的动力学方程进行数值积分和矩阵运算求得机构的运动特性,进一步讨论了间隙大小、主动件转速对运动特性的影响.     

预测含间隙机构副元素分离的临界点判定法

通过对含间隙机构非线性动力学运动微分方程的解析分析，提出了预测含间隙平面连杆机构运动副副元素分离的一种新方法，这一方法是根据间隙副反力≤０即表明副元素产生分离的思想推导出副元素分离临界点的２个判别数，由这２个判别数同时为零来判定副元素的分离。该方法具有较高的预测精度。     

含间隙机构的混沌动力学分析

采用冲击副模型，利用扰动坐标法和拉格朗日方程分别针对间隙位于不同连接副处的平面曲柄滑块机构进行动力学建模，并对机构的动力学响应进行对比分析研究，结果表明：间隙所处的位置显著地影响着机构的运动，而含间隙机构中普遍存在混沌现象。     

含柔性铰链柔顺机构的驱动性能分析

以含柔性铰链的平面柔顺曲柄连杆机构为研究对象,建立伪刚体模型.通过对伪刚体模型进行动力学分析,推导出一种新的含柔性铰链的平面柔顺机构驱动力矩的计算方法.算式表明,平面柔顺机构的驱动特性与机构中柔性铰链之间存在着内在关系.根据算例分析结果可知,含柔性铰链的柔顺机构的最大驱动力矩可通过改变柔性铰链的刚度和柔性铰链未发生变形时机构的初始位置来减小.计算了当柔性铰链的刚度及初始位置达到最优时最大驱动力矩的缩减比,为平面柔顺机构的优化设计提供了依据.     

平面连杆机构等效力和等效质量数学模型

为了计算单自由度平面连杆机构等效动力学模型的等效力和等效质量,推导出便于应用的等效力和等效质量矩阵计算公式.将平面连杆机构看作为质点系和平面刚体系所组成的混合系统,以等效前后虚功相等推导出平面连杆机构等效力普遍表达式;以等效前后动能相等推导出平面连杆机构等效质量普遍表达式.该矩阵计算公式比现有计算公式使用更方便、更能体现出各参数的本构关系.并以一个曲柄滑块机构为例,说明该等效力普遍表达式和等效质量普遍表达式的使用情况.     

含间隙平面连杆机构的不敏感性设计

机构运动副中的间隙大小往往不易精确测定，而且由于磨损等原因间隙的大小也是变化的，本文将间隙看作一个不确定量进行含间隙平面连杆机构的综合，使得设计出的机构具有良好的动力特性且对间隙大小具有比较小的敏感性，即设计结果具有较高的鲁棒性。     

平面连杆机构动力学矩阵数学模型的建立

根据平面连杆机构的组成特点,将平面连杆机构抽象成由平面质点系和平面刚体系组成的一个有根平面混合系统.以虚功率形式所表示的动力学普遍方程为出发点,推导出平面连杆机构系统矩阵形式的动力学普遍方程数学模型,采用这种矩阵表示形式的动力学普遍方程具有简单、明了、便于应用,在应用过程中不宜出错等优点,并以一个单自由度平面六杆机构为例,说明该平面连杆机构系统矩阵动力学普遍方程的应用过程.     

考虑运动副间隙的函数机构稳健设计

机构的随机因素使其运动输出在名义值附近波动,从而导致机构的运动精度和可靠性降低。为降低机构运动输出对随机因素的敏感度,提高机构运动品质,提出一种考虑构件尺寸公差和运动副间隙等随机因素的机构稳健设计方法。首先应用截尾混合降维法建立间隙机构运动误差的概率模型,然后采用田口质量损失函数导出机构运动的质量损失函数,再以此建立机构的稳健设计模型,最后以平面四杆函数机构综合为例,验证其方法的有效性。结果表明,该方法能够有效提高机构运动的稳健性,其设计所得机构的运动误差的平均均值和平均标准差分别比原机构减小55%和25%。     

函数生成机构的稳健性综合

连杆机构的真实输出和期望输出之间的误差一般由结构误差和机械误差2部分组成，尽管采用确定性的优化方法可以使机构只产生很小的结构误差，但由于各构件尺寸制造误差和各运动副间隙可能会造成显著的机械误差，理论上可行的机构实际上往往是不可行的。为此，将这2种误差综合在一起考虑，建立了机构输出误差的概率模型，提出了函数生成机构的稳健性综合方法。对于给定的置信水平借助于置信系数的概念将概率约束转化为确定性约束，从而机构稳健性综合被构造成确定性非线性优化问题。最后以一个生成函数的铰链四杆机构为例进行了数值计箅。     

几何分域的多模块神经网络求解 平面3R机械手逆运动学

针对神经网络求机器人逆运动学多解时输入与输出间存在一对多的映射问题,提出一种基于几何分域的多模块神经网络求解平面3R机械手逆运动学方法。该方法通过将连杆分离-重新组合的方式进行几何分析,将平面3R机械手分为两组具有多解的子空间,同时增加末端执行器方位角的规划,使得用于两个子空间训练的BP神经网络中,输入与输出间具有唯一映射关系。用训练好的两个BP神经网络分别对同一段规划好的圆形轨迹进行预测,得到的两段预测轨迹平滑且与规划轨迹基本一致,这一结果表明,所提方法可以获得平面3R机械手高精度的逆运动学多解。     

The bond graph model of planar flexible multibody mechanical systems and its dynamic principle

Toincreasethereliabilityandefficiencyofthedy namicanalysisofflexiblemultibodysystems,differentprocedureshavebeenproposedinpreviousworks[1,2].Buttheseproceduresareonlysuitableforasingleener gydomain,suchasastrictmechanicalone,andcan notdealwiththeproblemsofcomputeraideddynamicanalysisofplanarflexiblemultibodymechanicalsys temscontainingthecouplingofmulti energydomains.Bondgraphs[3]havepotentialapplicationsinanalyzingsuchcomplexsystemsbecauseoftheirabilitytode scribethedynamicsofinteractingsyste…     

平面8杆机构的动力学分析

基于运动学反解写出了平面三自由度８杆机构的位移、速度、加速度输入输出方程，再根据达郎怕原理和等效力原理导出了其动力学方程，分析了其正反两个方向的动力学方程的解法并分别给出了数值例。     

单自由度平面连杆机构等效转动惯量计算公式

在平面连杆系统动力分析及仿真中,需要对平面连杆机构系统建立等效的动力学模型,其中等效转动惯量是一个很重要的量,因此建立平面连杆机构等效转动惯量的解析计算公式是非常必要的。在系统动能相等的条件下,以质点系动能和刚体绕质心转动动能为基础,引入多余坐标,通过平面连杆机构的非线性稳定的几何约束消去多余速度,导出了以原动件的位移为广义坐标和其他构件的位移为多余坐标表示的等效转动惯量的计算公式,并以一个实例来说明等效转动惯量公式的使用,为平面连杆机构的过渡过程动态仿真提供了理论基础。     

基于神经网络的弹性连杆机构动力响应分析

针对求解弹性连杆机构动力响应过程的复杂性和耗时性，提出了基于人工神经网络中的向后传播网络的机构动力响应分析模型，利用训练后网络所给出的近似函数关系式，推导出网络输出参数对网络输入参数的灵敏度计算公式，将训练后的网络以及求解灵敏度的方法应用于弹性连杆机构的优化设计和可靠性分析中，可减少动力响应分析时间，提高设计效率。