做平面运动滚子从动件盘形凸轮机构的泛类尺寸综合问题

以滚子中心C(u,v)为牵引变量,系统分析讨论了整程区域套Γ*(x,y)/边界Γ*(x,y)的性态多样性。通过引入简约遍历区域Σ[2]和Σ[0]的概念和离散-网格化处理方法,提出了并解区域Ω*[2/0](u,v)/Γ*[2/0](x,y)的概念和求解方法。构造坐标系Ouvr**0min,生成了三维曲面S**,提取了性态特征--谷脊线J**和谷底点P**,揭示出最紧凑机构尺寸解的存在性并给出求解方法,解决了做平面运动滚子从动件盘形凸轮机构的泛类尺寸综合问题。     

作平面运动滚子从动件盘形凸轮机构第Ⅱ类综合问题的搜索-校核解法

基于文献[1]第Ⅰ类机构综合问题的研究成果,连杆上任意一点取为滚子中心C,通常存在一个对应的凸轮轴心整程区域套Γ*(x,y)。通过依次取连杆上诸点为滚子中心——一维搜索,再行校核凸轮轴心O1是否落居在对应的整程区域套Γ*(x,y)内,求解得到滚子中心C的解域、非解域,从而解决了作平面运动滚子从动件盘形凸轮机构的第Ⅱ类综合问题。文中给出了机构综合的一个算例。     

浮动滚子推杆等跨凸轮机构及其尺寸综合的正-逆映射求交方法

跳脱和突破等径凸轮机构“凸轮轴心、主/副滚子中心三点共线”的传统限定条件,提出了等跨凸轮机构的新概念新构型,揭示了其显著的形态特征,求解了往程/返程运动角、运动学尺寸、行程、初始位置等参数并研究了返程运动规律,通过引入归并搜索带域新概念和提出正-逆映射求交方法,得到了满足α≤[α]和等跨机构条件的主/副滚子归并整程区域套以及机构最小尺寸解,解决了浮动滚子推杆等跨凸轮机构的尺寸综合问题。等跨凸轮机构的提出,拓展延伸了机构的构型空间和解空间。尺寸综合对比结果表明：较之等径凸轮机构,等跨凸轮机构具有显著的优越性。     

浮动平底推杆凸轮机构的第Ⅱ类尺寸综合问题

将德国进口高速印刷机机构中的滚子推杆推广至平底推杆演化构型,并以此为研究对象,引入“斜交浮动坐标系”、“支撑函数法”和“瞬时一维直线区段”及其投影得到的“瞬时区间套”等概念,进而提出求解推程区间套、回程区间套和整程区间套的方法。给出求解瞬时/整程平底方位线许用选择区域和凸轮基圆半径r0许用取值范围的基本原理,并推导得到其相应的通用解析公式,进而得到其解的存在性和存在性态的解析判据,最后搜索得到平底夹角的取值范围等。较圆满地解决了浮动平底推杆盘形凸轮机构的第Ⅱ类尺寸综合问题。       

浮动平底推杆-盘形凸轮组合机构的第Ⅰ类机构综合问题

提出“预设凸轮轴心O1+等距/网格/离散化+校核+取舍”的新型求解策略和路线,通过建立“固定、浮动坐标系”并引入“支撑函数法”、“瞬时区域套”、“经济搜索区域”及“等距/网格/离散化”等概念和方法,研究了满足ρ＞0、α≤[α]∩α≤[α]r和ρ＞0、α≤[α]∩α≤[α]r等单纯或组合条件下凸轮轴心O1的求解原理、解析表达、“位置区域Πρ、Π[α]和Πρ∩[α]”及其形态特征,提出了搜索求解的思路和方法,推导出了平底工作段及其长度、总长度的求解确定方法,揭示出“位置区域Π[α]和 Πρ∩[α]”的“类等腰三角形”、“收缩聚敛性”、“脊点O*1/脊线{O*1}存在性”和“最优脊点O**1存在性”等规律特性,得到“凸轮轴心O1优选(非劣)解集”、“最优凸轮轴心O*1opt和O**opt”等重要的关键性结论,较圆满地解决了浮动平底推杆-盘形凸轮组合机构的第Ⅰ类机构综合问题。     

作平面运动滚子从动件盘形凸轮机构的广义第Ⅱ类机构综合问题

关于作平面运动滚子从动件盘形凸轮机构,提出"狭义、广义第Ⅱ类机构综合问题"的概念,并给出"广义第Ⅱ类机构综合问题"的科学准确描述。通过固定坐标系建立、"浮动坐标系"概念引入和推程前半、后半区段划分,特别是通过引入"瞬时/整程选择区域及其边界"等若干新颖性概念,提出滚子中心"瞬时选择区域"的求解基本原理及其求交过程,给出"整程选择区域"边界生成规律特征的深刻分析,提出"最经济搜索带域"的概念、解法和等距/离散化处理的重要思想,给出"整程选择区域"边界的降维化快速求解计算方法,从而圆满解决了以求解确定滚子中心容许选择区域、凸轮理论基圆半径许用取值范围等作为核心内容的"广义第Ⅱ类机构综合问题"。     

浮动平底推杆共轭凸轮机构的狭义/广义第Ⅱ类机构综合问题

引入“往程/返程”和“F型/P型机构”等关键性概念,划分了“主/副凸轮机构”,展开了分割独立性研究,给出了副凸轮机构的“瞬时一维直线区段”生成原理图和v′C1-θ1、v′C2-θ1和u′K-θ1曲线。提出了满足许用压力角和凸轮轮廓外凸条件的机构解的存在性(态),阐释了副凸轮机构与主凸轮机构的差异,揭示出最小跨距D*min的客观存在性,解决了浮动平底推杆共轭凸轮机构的狭义/广义第Ⅱ类机构综合问题。     

德国高速印刷机机构尺寸综合问题的延伸

作为高速印刷机机构尺寸综合问题的延伸构型,就是将滚子中心位置限制在浮动数轴的z轴上运动且其凸轮轴心待定的一类浮动滚子推杆盘形凸轮机构。研究解决了滚子在浮动数轴的z轴上运动变化时,对应满足最小基圆半径凸轮轴心位置的确定。     

作平面运动滚子从动件盘形凸轮机构的第Ⅱ类机构综合问题

将作平面运动滚子从动件盘形凸轮机构的尺寸综合概括为Ⅰ、Ⅱ两大类的机构综合问题,并归纳概括出两大类机构综合问题的准确描述.关于第Ⅰ类的机构综合问题,通过引入"虚拟摆杆"的概念,在理论上很早即已得到理想解决.针对第Ⅱ类的机构综合问题,选取具有代表性的德国进口高速印刷机机构为例,研究提出其分析综合的普适性思路、方法和步骤.通过坐标系建立、"浮动数轴"概念引入、推程前半和后半区段划分,特别是通过首次提出"瞬时区间套"、"整程区间套"等若干新概念,推导得到求解"瞬时、整程区间套"的一整套通用解析公式,给出机构解的存在性和存在特征的解析判据,进而提出滚子中心容许选择区段、凸轮基圆半径许用取值范围的确定方法.给出机构综合的一个算例.     

作平面运动滚子从动件盘形凸轮机构第Ⅰ类综合问题的完全解法

关于作平面运动滚子从动件盘形凸轮机构的第Ⅰ类机构综合问题,迄今未获得圆满解决。基于类速度图原理,通过提出瞬时区域套/边界Γ(x,y)和?Γ(x,y)的新概念、生成原理和解析表达、整程∠P20Hx-θ1线图及各种可能情形,整程区域套/边界Γ*(x,y)和?Γ*(x,y)的概念、生成原理和锁定区间套,特别是提出Γ*(x,y)和?Γ*(x,y)的解析和离散数值求解方法、整程区域套Γ*(x,y)的收缩规律特征和脊线{O**}的客观存在性等,较为圆满地解决了作平面运动滚子从动件盘形凸轮机构的第Ⅰ类机构综合问题。     

糖果包装机中凸轮连杆—组合机构的尺寸综合研究

以意大利进口糖果包装机中的凸轮—连杆组合机构为研究对象,给出了其尺寸综合问题的准确描述。提出了表征衡量该机构传动质量的两个重要指标——压力角α5和α2,以及在已知连杆初始长度s20条件下,具有最优和许用传动质量的机构综合理论和方法,以及更具一般性的最小尺寸机构综合理论和方法。通过建立坐标系和引入"游动坐标轴"的概念,特别是通过提出"瞬时可行域"、"整程可行域"等新概念,给出了求解确定滚子中心容许选择区间的基本原理,圆满解决了滚子中心容许选择区间、凸轮基圆半径许用取值范围的确定问题。     

作平面运动滚子从动件形锁合凸轮机构的第Ⅱ类机构综合问题

形锁合凸轮机构在工程应用中具有广泛性和重要性,在综合的理论方法方面具有复杂性和特殊性。基于"浮动数轴"、"瞬时、整程区间套"等概念并通过引入"往程"、"返程"和"向径标刻线"等新概念,深入系统地讨论共轭、槽道和等径凸轮等形锁合凸轮机构的第Ⅱ类机构综合问题。研究结果表明:形锁合机构的综合,并非力锁合机构综合的简单组合、叠加,而是蕴含着诸多复杂深刻、特殊独到的异质性研究内涵。以最具典型性、代表性的等径凸轮机构为例,其在往、返程运动角和远、近休止角的内在规律性关系,运动学尺寸、行程与初始位置参数的内在特征关系,输出件返程角位移规律的求解,滚子中心容许选择区段、凸轮理论基圆半径许用取值范围确定等方面,都具有较力锁合凸轮机构来得复杂深刻、特殊独到的研究思想、方法和结论。给出等径凸轮机构的一个综合算例。     

基于时间栅格法和最优搜索的电网巡检机器人避障路径规划方法

针对电网巡检机器人存在避障能力低下和路径规划不合理的问题,研究基于时间栅格法和最优搜索的电网巡检机器人避障路径规划方法.利用时间栅格法标识工作空间内障碍物,构建机器人电网巡检环境信息,通过最优搜索避障路径算法,全局规划机器人到达目标点的路径,结合改进势场法,通过调整斥力和引力势函数,计算合力实现机器人的局部避障及避障路径规划,形成全局和局部相结合的避障方法.试验结果表明,躲避静态障碍物和动态障碍物的平均躲避成功率分别为 ９８．３７％ 和 ９６． １２％ ,避障路径规划平均耗时为 １.５６ s ,具备快速、高效、精准的避障及路径规划能力,可提升机器人的动静态障碍物避障能力和路径规划效率.     

新型平行分度凸轮机构的综合与仿真

提出了一种新的平行分度凸轮机构 ,它的特点是其分度凸轮具有自共轭的凸轮齿 ,使分度期凸轮具有连续的工作表面 ,从而能够提高机构的动态性能。介绍了该机构的模型和工作原理 ;通过分析和综合 ,给出了该机构存在的一组参数。应用相对运动法导出了自共轭凸轮齿的齿廓方程。基于对该机构的综合结果 ,开发了平行分度凸轮轮廓自动设计和机构运动仿真的CAD程序。设计示例表明 :新机构的运动原理是可行的     

阶梯攀爬机器人结构及控制方案设计

针对阶梯攀爬机器人工作过程中的楼梯攀爬及避障问题,对阶梯攀爬机器人机械结构、机器人阶梯攀爬方式、差速驱动方式下机器人运动方程进行了分析,对阶梯攀爬机器人行驶过程中障碍物检测、避障控制策略进行了研究;基于模糊控制原理,建立了阶梯攀爬机器人模糊避障规则,提出了一种基于MC9S12XS128单片机以及超声波传感器的阶梯攀爬机器人障碍物检测、避障及楼梯攀爬控制系统,并利用所研制的阶梯攀爬机器人样机进行了机器人避障、楼梯攀爬测试。测试结果表明,基于变形轮与行星轮相结合的阶梯攀爬机器人机构可以实现阶梯攀爬机器人避障及攀爬楼梯的功能,控制系统可以准确、迅速判断障碍物以及楼梯所处位置,并依据所建立模糊避障规则完成避障及楼梯攀爬任务。