起重机副臂变幅液压缸的安全性设计研究

针对大型轮式起重机固定副臂变幅液压缸的安全性问题,基于焊接工艺及液压原理指出受拉力载荷液压缸存在的安全隐患。统计分析起重机固定副臂用受拉力载荷液压缸的结构形式及其使用工况,结合目前制造工艺条件的限制,提出受拉力载荷液压缸的安全性设计排查要点及其受力校核关键点,并给出优化改进建议。针对液压缸内泄安全问题,提出用受压力载荷液压缸替代受拉力载荷液压缸的建议。     

3-PRRS型微动并联机构工作空间分析及结构优化

微动机器人在生物工程和光学工程等领域有着广泛的应用前景。针对国内各种微动机器人结构复杂、不易控制等问题,提出了一种新型6自由度3-PRRS局部解耦柔性微动并联机构。通过建立恰当的坐标系,依据欧拉变换的思想求出机构的位姿逆解,并在逆运动学方程的基础上通过Mat-lab三维边界搜索法仿真出不同姿态下的工作空间,工作范围可达微米级。以工作空间的大小作为优化目标,运用单元素法对影响工作空间的结构参数进行分析,结果表明与主动转动副相连的支链长度的变化对工作空间的影响更大,与从动支链的变化相比,峰值可以提升33%,且当下平台与上平台外接圆半径之比为1.7时微动机构的工作空间最大。     

3SPS+1PS四自由度并联仿生平台运动学分析

针对3SPS+1PS对称型并联仿生平台,利用螺旋理论对其进行自由度分析得出该机构具有三转一平4个自由度,当平动自由度固定时可用于模拟人体髋关节的三维运动。基于四元数法建立了机构位姿运动方程。以四元数描述机构运动特性,避免了欧拉角描述刚体位姿存在的奇异问题。将髋关节运动曲线作为机构输出运动,基于逆运动学模型仿真出各驱动支链位移变化曲线为平滑曲线,说明该机构在模拟髋关节运动时其驱动支链易于控制。     

高耸塔设备倾斜监测与安全评估方法研究

针对高耸塔设备受风弯矩影响的倾斜问题,利用材料许用安全条件和倾角监测技术,提出了塔设备倾角监测及安全评估方法.基于材料力学原理的许用强度安全限制条件,通过求解塔设备各截面处受风弯矩的倾角计算式,推导出各危险截面的许用倾角计算式;监测布置在各截面上倾角仪的实时倾角值,将监测值与许用倾角值进行比较,对塔设备倾斜情况进行安全...     

并联式髋关节摩擦特性试验机驱动机构运动学研究

为了克服现有髋关节试验机在复杂运动轨迹模拟和变载荷动力加载等方面存在的不足,试制了一台以3SPS+1PS并联机构为核心驱动模块的髋关节试验机。基于Rodrigues参数,对该髋关节试验机的驱动机构进行了运动学建模和求解。根据ISO14242-1:2002(E)标准的相关规定,对该机构逆运动学模型进行了数值仿真,得到模拟髋关节运动所需的主动件运动学参数变化规律,确定了该髋关节试验机的运动方案,并验证了驱动件选型的合理性。通过耗时计算,测得Rodrigues参数法求解试验机逆运动学的运算时间,满足控制实时性的需要。     

3SPS+1PS髋关节并联仿生试验系统工作空间优化

为使人工髋关节试验系统具有仿生模拟人体髋关节运动特性的能力,不但要使其能模拟髋关节各种运动形式,而且其运动输出空间应完全覆盖实际人体髋关节的运动范围,这也使得对其运动空间进行深入分析成为必要。针对作为髋关节并联仿生试验系统核心运动模块的3SPS+1PS并联机构,利用四元数法建立其逆/正解运动学模型,基于动平台三点构造法构建了3SPS+1PS并联机构的量纲统一速度Jacobian矩阵,分别比较了该矩阵条件数在不同运动空间及结构参数下的取值变化情况,得到条件数平均值与机构定、动平台上球副中心连线长度比值、球副许用转角及动平台中心位置高度等参数之间关系,优化了机构结构参数,进而得到了运动性能良好的运动空间区域。髋关节并联仿生试验系统运动空间的研究对其运动路径规划、动态特性分析及控制系统设计具有重要的意义。