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。     

塔机塔身和附着结构参数化计算系统

本文以参数化和模块化思想对塔机塔身和附着结构进行组合建模、施加载荷,最后进行后处理结果的展示,研发出一套简洁方便、能够应用于实际的塔机塔身附着结构参数化计算系统.该系统开发了几种塔身结构型式和附着结构型式的通用建模技术,研究了在任意方向外载荷作用下载荷的等效加载方式以及ANSYS求解结果的后处理技术,对数据进行提取排序...     

单自由度仿真机械手驱动机构的多目标优化设计

目的 设计单自由度仿真机械手的驱动机构,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设计问题.方法 基于驱动机构方案,建立其优化数学模型、仿真手的手指运动轨迹模拟方法 、抓取过程的力学模型和力的处理方法 以及力的平衡方程,采用NSGA-Ⅱ算法完成驱动机构优化设计.结果 应用所提出的驱动机构设计方法 将机构各构件的尺度综合这一复杂的设计问题转化为一简单的机构尺度多目标约束优化问题,获得了满足驱动力矩小、各构件尺寸小的较好的优化设计方案.结论 单自由度仿真机械手驱动机构的多目标优化设计方法 可以简化机械手设计.获得更加灵巧的机械结构,优化结果 表明该方法 是可靠的,是仿真机械手设计的新尝试.     

《机械设计》课程CAI

机械设计是机类、近机类的一门必修课,是从基础课程过渡到专业课程的桥梁。其目的是使学生掌握通用机械零、部件的工作原理、特点、选用、常规设计原理与方法和机械设计的一般规律,具有设计机械传动和简单机械的能力,并对新理论、新技术、新材料、新工艺等有所了解。作为新时代的机械工程技术人员,设计过程中离不开计算机这一工具,许多问题必须用计算机求解。但在上机教学中存在这样的矛盾：①受到学生编程能力和上机学时的限制,有时会出现学生所学语言与现有程序语言不一致的情况,导致上机的时候,教师把大量的时间与精力花费在编程指导上;②学生上机只是进行简单的计算,枯燥无味,难以对所学知识充实提高,从而影响课程的教学效果。     

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。     

2TIR型少自由度并联机器人新构型及其运动

目的通过运动学分析,完善并联机器人理论,优选设计2TIR型新型并联机器人机构,解决并联机器人产业化关键技术．方法用添加约束法实现二维平动和一维转动的并联机器人构型设计。并对新构型进行约束分析和自由度计算;对新型3自由度并联机器人作位置分析和速度分析。用空间坐标转换理论推导出机构的雅可比矩阵;通过仿真方法描绘出机构的运动曲线、结果通过计算分析,用添加约束法作出的3种新构型3-TPS／RPP、3-TPS／CP和3-TPs／RUp。证明都具有3个自由度,能实现二维平动和一维转动．建立了新构型机构的位置正、反解计算方程．计算雅可比矩阵,求出速度反解．结论该类并联机器人的速度较平稳,可控性良好、3种2TIR型少自由度并联机器人新构型能实现预定的运动,具有良好的运动性能,可以进一步开发和应用．     

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。