新型 3-TPS并联机床(机器人)的约束分析和自由度计算

螺旋理论是分析少自由度机构运动学的有力工具。文章基于螺旋理论对新开发的3-TPS型并联机器人机构的约束问题进行分析和自由度的计算,为并联机构的特殊型位、运动及受力分析提供了有力证据,进一步丰富了螺旋理论的应用。     

基于多目标遗传算法的圆柱螺旋压缩弹簧方案设计

基于圆柱螺旋弹簧的设计特点，建立了解决该类问题的非线性约束多目标优化数学模型。采用NSGA-Ⅱ算法，对圆柱螺旋压缩弹簧进行了优化，验证了多目标优化模型的正确性和实用性，并实现了多方案设计，为弹簧的优化设计与决策奠定了基础。     

基于DDS技术的可调方波干扰的多功能信号发生器研究

利用单片机控制灵活的特点,采用软件方式实现信号生成和添加干扰.为方便添加方波干扰,系统采用模拟直接数字频率合成(DDS)基本工作原理方法,使用片外存储器替代DDS芯片的ROM波形查询表实现相幅转换.系统采用AT89C51单片机实现数据处理,DAC0832实现D/A转换,采用4×4键盘完成参数设定,液晶12864显示波形参数和操作提示,实现了正弦波、方波、三角波信号生成、幅值和频率调节,方波干扰添加以及各种波形信号的参数控制.     

新型雕刻机器人控制策略的研究

建立了新型雕刻机器人的雕刻并联头的运动学模型,计算出了运动学的正解和反解;研究了新型雕刻并联工作头的控制策略,建立了PD算法、PD加重力补偿算法和计算力矩法3种控制策略的模型;采用Matlab/Simulink软件,仿真了3种算法搭建的数学模型,比较得出了不同控制算法的优劣。结果表明,在3种控制策略中,计算力矩法的位置控制效果最好,能够保证系统有较强的抗干扰性。所以,新型雕刻机器人选用计算力矩法作为自身的控制策略。     

蛇形机器人的翻滚运动及其越障研究

提出了一种新型蛇形机器人机构。该机构既可以实现平面运动又可以实现空间运动。建立了其空间运动学模型并实现了空间翻滚运动。实验结果表明：翻滚运动不需依靠模块与地面之间动摩擦力方向差来实现驱动,而是通过模块与地面之间静摩擦力和互相垂直的两个运动平面内异相波的相互作用产生驱动力。翻滚的方向和姿态由两个波形曲线的相差和传播方向决定。利用翻滚运动．实现了少模块数蛇形机器人的越障运动．     

平臂式塔机变幅小车作用于起重臂上节点载荷的研究

平臂式塔机变幅小车车轮作用在起重臂下弦杆的轮压,会在下弦杆的节点上产生节点载荷,这种节点载荷是有限元计算加载的依据。本文将小车所在下弦杆简化为连续梁模型,通过力法求解车轮在任意位置三跨连续梁的支反力,依据小车轴距、下弦杆节间跨距以及小车所在位置,推导出三跨连续梁4个支点的支反力。将同一下弦杆上两车轮分别产生的支反力进行叠加,得到各支点处支反力总和,其负向值作为该节点的加载载荷。这种方法既适用于竖向轮压,也适用于水平载荷。     

灵巧节能的单自由度仿真机械手驱动机构设计

为解决机器人自动装配、医学康复断指再造等多接触抓取装置驱动元件多,结构复杂且笨重的问题,设计了一种灵巧节能的单自由度仿真机械手的驱动机构,推导了各指节间的运动关系方程,利用ADAMS建立了其参数化仿真模型,分析了特定构件尺寸的机构运动轨迹与人手抓取轨迹的差距,进而提出满足人手抓取轨迹、驱动力矩小、各构件尺寸小的驱动机构的优化数学模型,经NSGA-II算法获得与人手抓取轨迹相差无几的多个最优方案,并用参数化模型进行了验证。设计结果表明,所提出的驱动机构仅需一个驱动元件即能实现手指各关节的灵巧运动,且结构尺寸小,满足节能环保的要求,是仿真机械手设计的新尝试。     

基于流固耦合的管道机器人清淤装置外载荷参数优化

为验证管道机器人清淤装置的清淤能力,应用流固耦合和参数优化的方法,在刚度和强度约束条件下,对结构的许用载荷进行分析。建立管道机器人模型并进行简化,导入到ANSYS中并划分六面体网格,首先将模型进行流固耦合下的强度仿真,验证了流体对清淤装置的强度影响很小; 然后进入结构分析模块,应用参数优化的方法,以刮刀端部锥面受到轴向和切向外载荷为目标函数,以应力与应变为约束条件进行参数设置,对清淤装置的刮刀、扇形盘以及整体进行仿真计算; 得到目标函数与约束条件的关系曲线、轴向与切向可行域曲线。研究结果表明,流体对结构的强度影响极小; 轴向力许用范围0～5 000 N,切向力许用范围0～3 500 N,外载荷的可行域为研究清淤装置的清淤能力,以及过载保护系统具有指导性意义。     

基于螺旋理论四、五自由度并联机器人构型设计新方法

利用螺旋理论,提出用约束添加法对四、五自由度并联机构进行构型设计,讨论了型综合步骤,其宗旨是让主动链控制所需的自由度,而从动链约束不需要的自由度,最后通过实例进一步阐明这一方法。     

基于多目标遗传算法的圆柱螺旋压缩弹簧方案设计

基于圆柱螺旋弹簧的设计特点,建立了解决该类问题的非线性约束多目标优化数学模型。采用NSGA-Ⅱ算法,对圆柱螺旋压缩弹簧进行了优化,验证了多目标优化模型的正确性和实用性,并实现了多方案设计,为弹簧的优化设计与决策奠定了基础。