空间四杆机构位置、速度和加速度误差分析的复数向量法

机构的误差分析在较精确的运动传递中具有普遍意义,本文以空间RSSR四杆机构为例,用复数向量法分析了杆件尺寸误差对输出杆件的位置、速度(角速度)和加速度(角加速度)误差的影响。     

两操作模式2-R(SS)_2-R(RR)_2(RR)_2并联机构误差建模及精度设计

为提高多操作模式并联机构末端位姿精度,确定各误差源对机构末端误差的影响规律及其最优值,以一种两操作模式2-R(SS)_2-R(RR)_2(RR)_2并联机构为对象,研究其误差建模及其零件公差优化设计方法。运用矢量法建立了可兼顾两种操作模式的机构位置逆解模型;基于R(SS)_2支链和R(RR)_2(RR)_2支链的误差模型,建立了2-R(SS)_2-R(RR)_2(RR)_2并联机构两种操作模式统一的整机误差模型。提取不同操作模式下2-R(SS)_2-R(RR)_2(RR)_2并联机构末端不可补偿误差,建立了末端不可补偿误差与各误差源的映射关系。基于灵敏度分析得到了两种操作模式下各误差源对末端不可补偿误差的影响规律,结果表明影响机构末端位姿精度的关键误差源共有23项。综合考虑两种操作模式下机构末端位姿精度,提出了以各零件尺寸误差灵敏度系数为权重系数而构造的机构尺寸公差总和最大为目标函数的精度优化模型。通过算例得到在给定精度条件下各关键误差源尺寸最优公差,为机构零件制造装配提供依据。     

双肘杆压力机误差建模及公差优化分配

近净成形要求压力机具有较高的输出精度,为此需要对其进行精度设计,即建立其误差传递模型,从而经济合理地分配各零部件的精度参数。采用矩阵法构建双肘杆压力机传动连杆误差模型及多体系统理论构建其框架几何误差模型;在此基础上,基于误差独立作用原理建立压力机传动连杆-框架综合误差模型,通过灵敏度分析找到影响其输出精度的关键因素;综合考虑加工成本和机构输出可靠性对关键部件公差进行优化分配,进而给出在各零部件加工及装配中应采取的措施。案例研究结果表明,该方法能够建立压力机传动连杆-框架综合误差模型,优化后各关键部件公差均有所增大,兼顾了经济性能和精度性能。     

基于误差传递模型的精密装配几何误差灵敏度分析

文中针对确定各零部件几何误差对装配精度的影响以及瓶颈装配工序等重要问题,分析了两零件装配时由于配合面表面形貌所导致的几何误差造成的零件位姿变动,确定单工序的配合误差.以此为基础,基于多体系统理论建立多工序装配过程误差传递模型,用矩阵微分法建立了几何误差对装配精度的灵敏度分析模型.该模型可以识别出多工序装配过程中对装配精度有较大影响的主要零部件几何误差,从而为精密装配精度分析以及控制提供基础,并通过实例验证了模型及分析方法的有效性.      

铰链四杆机构中RRR杆组装配模式

铰链四杆机构中的RRR二级杆组可能存在2种装配模式.运用几何学中三角形三边长的关系对铰链四杆机构中RRR杆组的装配模式进行探讨,得到铰链四杆机构中的RRR杆组两杆件共线的条件,进而结合Grashof条件得到了各种铰链四杆机构死点存在情况及在整个运动过程中RRR杆组装配模式发生变化的可能性.     

并联机床驱动杆铰链位置误差分析

为提高并联机床运动精度,解决其铰链误差对运动精度的影响问题,以东北大学开发的3-PTP并联机床为分析对象,采用叠加原理,建立三自由度并联机构驱动杆铰链误差模型;采用矩阵范数分析驱动杆铰链误差对动平台终端运动精度的影响规律.分析表明,结构参数λ大,不利于减小工作空间内动平台位置误差的最小值,但对其最大值影响不大.该误差模型的建立为此并联机床进一步优化机构设计参数以及误差补偿奠定了基础.     

3R平面开链机械手灵活度分析

根据Grashof定理和连杆机构特征图划分,在3R平面开链机械手上引入虚拟杆,利用机构分析方法探讨了3R平面开链机械手特征图各区域上的灵活度,分析了机械手在不同工作空间区域上的奇异位置,并通过HD921-3型挖掘机进行实例分析.结果表明:根据3R平面开链机械手的杆件尺度关系,可以将机械手工作空间划分为6个子域;根据杆长关系,可以将各子域归纳为Grashof部分、变点部分和非Grashof部分;3R平面开链机械手的机构构型和特征图及其奇异位置取决于杆长条件,与装配顺序无关;分析机械手时,可利用特征图来分析灵活度,并在此基础上进行机械手运动规划.特征图分析方法适用于包含3R平面开链结构单元的机器设计.     

一种三棱柱可展单元机构及其自由度分析

提出一种新型3RRR-3RR-3RRR三棱柱可展单元机构。该三棱柱可展单元机构为空间多闭环耦合机构,首先应用拆杆思想将其分解为一般并联机构,再采用图谱法得到等效串联分支,进而应用复原思想得到最终的等效机构,最后利用G-K公式和螺旋理论对该等效机构进行自由度计算和性质分析。其次,建立了三棱柱可展单元机构仿真模型,应用ADAMS运动学仿真软件对其进行运动仿真分析,仿真分析结果验证了三棱柱可展单元机构自由度理论分析的正确性;最后,计算得到该三棱柱可展单元机构的收拢率。该三棱柱可展单元机构结构简单、铰链种类单一,可用于构造大型空间可展机构。本文的分析方法形象直观,易于理解,对于此类复杂空间可展开机构的自由度分析具有一定参考意义。     

一端固定一端自由的受压杆件的拓扑优化

建立一端固定一端自由受压杆件的三雏模型;运用独立、连续、映射的方法建立以结构重量为目标,以屈曲临界力为约束的拓扑优化模型;借助泰勒展式、过滤函数及瑞利商将模型作近似处理,避免了灵敏度的计算;并利用序列二次规划对一端固定一端自由的受压杆件模型进行求解,并且验证了受压杆件折算为两端铰支压杆的长度系数;为工程师在受压杆件设计中提供了最优结构．     

微步进工作台主框架的制造误差分析

分析一种运动解耦的大变形柔性铰链机构的制造误差,通过建立主框架的矢量方程组模型分析制造误差对机构输出角的影响.计算机仿真结果表明,该机构中不同杆件的制造误差对输出误差影响有较大差异,杆件1、3的制造误差对结构运动精度影响较大,而且当输入角变化时杆件1、3的制造误差对输出角影响的非线性程度加强,而杆件6对机构输出精度的影响较小.从而确定出微步进工作台机构制造误差的分配原则.