一种Delta变形机构及其基于工作空间分析的尺度设计

根据基于方位特征集(Position and Orientation Characteristics,POC)方程的并联机构拓扑结构设计理论和方法,提出一种Delta变形机构2-R//R//P(4R)//R茌1-RSS,记为:Delta-CU;并证明该机构能实现三平移输出运动;同时导出了其位置逆解求解方程;进一步针对动、静平台圆周半径之差(R-r)及与主动臂l1、从动臂长l2三者大小关系,分3种情况进行分析讨论,得到了在满足工作空间最大时,杆长(R-r),l1与l2之间的最佳匹配关系。Delta-CU机构具有结构简单、加工装配维修容易等优点,可替代Delta机构。文中研究为Delta-CU机构的尺寸优化、样机设计及其动力学分析奠定了基础。     

冗余拟人双臂机器人的运动学及工作空间分析

文中对一种具有冗余结构的拟人双臂机器人进行研究。首先,采用D-H法建立机器人手臂的运动学模型,得到其运动学正解;其次,利用数值法在考虑各关节边界条件的基础上对其工作空间进行了分析,分别得到了单臂作业和双臂协同作业时工作空间的三维视图和二维截面图;最后,对其奇异性进行了分析。分析结果表明,该机器人双臂协同作业时具有较大的工作空间,为其后续的协同控制和轨迹规划提供理论依据。     

一种零耦合度且运动解耦的新型3T1R并联操作手2-(RPa3R)3R的设计及其运动学

零耦合度(κ=0)及输入-输出运动解耦的三平移一转动(3T1R)并联机构,不仅运动学、动力学分析简单,而且运动控制与轨迹规划容易,因而在制造业中具有潜在的运用前景。根据基于方位特征(POC)方程的并联机构拓扑结构设计理论和方法,设计出一种零耦合度且部分运动解耦的新型3T1R并联操作手2-(RPa3R)3R,并对之进行拓扑特性分析,给出了其方位特征POC、自由度DOF、耦合度κ等主要拓扑特征;基于序单开链(SOC)的运动学建模原理,给出了该机构位置正解求解的封闭形代数方程,并求得其数值解;基于导出的机构位置反解公式,分析了机构产生三种奇异的几何条件;同时,求解了机构的工作空间和转动能力;给出了该操作手机械结构设计的三维CAD模型。研究成果为该操作手的运动尺寸优化、样机研发以及动力学研究奠定了理论基础。     

隧道管片真空吸盘机真空吸附力的分析与计算

隧道管片真空吸盘机是盾构法施工中管片生产的关键设备之一,作者在借鉴国外公司管片生产专用设备的基础上,结合我国管片生产的实际情况,创新设计并研制成功了具有吸吊管片(管片自重5000kg)和任意角度(0～180)°翻转管片功能的真空吸盘翻转机。同时,详细分析了被吸吊管片在任意姿态下的动态受力情况,并分别对相应姿态下的真空吸附力进行了详细的计算,得到了被吸吊管片在水平、垂直两个典型工位及任意角度工位下真空吸附力的计算公式,从而为真空吸盘机的设计和应用提供了科学的设计依据,为我国自主创新设计及开发系列管片真空吸盘翻转机奠定了理论基础。     

球面并联机构的结构降耦及其位置正解求解

基于一般结构的S+3-SPS球面机构的耦合度分析,通过动平台二球副重合的方法,使之结构降耦演变为0耦合度球面机构,并得到其位置正解的解析解;而对于k=1的一般结构的S+3-SPS,虚设一条支链使机构包含k=0的零耦合度机构,再在约束度为-1的支链上建立一个一元运动相容性方程,并采用一维搜索法求得全部正解数值解。这种基于耦合度分析的求解并联机构位置正解的程式化通用方法,易于实现计算机自动生成,并适用于其它含SPS支链并联机构位置正解的快速求解。     

用于光电产品检测的混联6-dof平台的误差分析与仿真

提出了一种滑块式6-dof光电产品检测平台机构,以运动学正解模型为基础,依据矩阵全微分理论,导出机构位姿误差与各杆长误差、铰链位置误差、输入误差之间的关系,从而建立机构的误差模型;应用Matlab对误差模型进行仿真,分析得出杆长误差、铰链位置误差和输入误差对机构综合精度的影响,为该6-dof混联型光电产品检测平台的设计、制造提供了理论基础。     

QMT／C-8000型铁路车辆车轮磁粉自动探伤机的研制

介绍了铁路车辆车轮(包括新型提速车轮)的磁粉探伤方法及其工艺参数的确定，也介绍了车轮磁粉自动探伤机的结构及其功能。     

隧道管片真空吸盘翻转机翻转机构及最小翻转力矩优化计算

管片真空吸盘机是盾构法施工隧道中管片生产的关键设备之一,其翻转机构的结构优化及最小翻转力矩和功率的计算是真空吸盘翻转机设计的2个关键技术.文中对翻转机构进行系统研究,创新提出2种翻转方式和5种新颖实用翻转机构方案设计,包括其结构组成和工作原理,首次得到了管片翻转体总成的质心解析公式,以及最小翻转力矩和翻转功率的计算公式,为我国自主创新设计及开发系列管片真空吸盘翻转机奠定了重要理论基础.     

动车车轴自动夹紧及旋转驱动装置的研究

在铁路动车车轴的制造或运行过程中,其加工尺寸、制造及运行缺陷的自动检测一直是一项重要的课题。自动检测要求车轴能中心定位并匀速旋转,转速可调。针对动车车轴的结构特点设计了一种专用的床式装置,阐述了装置的结构及相关设计计算。利用该装置可实现车轴的自动夹紧、轴向中心定位并驱动其匀速旋转。辅以加工尺寸或缺陷自动检测装置,即能成为一台全自动的动车车轴检测机床。     

方位特征集法在三平移并联机构型综合中的应用

应用基于方位特征集的机构拓扑结构设计理论与方法,综合了26种三平移零转动的并联机器人机构拓扑结构,其中19种为首次综合出的新机型,并对它们进行了分类。该方法适用于无过约束机构和一般过约束机构的拓扑结构设计,不仅所用数学方法简单,几何与物理意义明确,而且综合所得机构的存在几何条件具有一般性。