一种3-CRCR/RPU对称并联机器人机构工作空间及运动学分析

提出一种新型对称3-CRCR/RPU并联机构,借助修正的Kutzbach-Grübler公式,结合螺旋理论进行分析,该机构具有4个自由度。根据几何约束条件列写矢量方程,以解析解形式给出该机构的运动学正解和逆解,基于逆解对机构速度和加速度进行分析,对机构雅可比矩阵分析知,该机构不含奇异位形且部分解耦。应用ADAMS软件建立仿真模型,验证运动学模型的正确性。根据机构各关节限制约束条件给出其工作空间,得出机构具有类斜六面体的α-β-z位姿子空间。最后,研究机构结构参数对工作空间的影响,并基于改进后的全局性能指标ηJ研究不同结构参数下机构整体性能分布,从而为该机构的空间轨迹规划、结构设计的优化问题提供参考。     

低速下机床进给伺服系统稳定性研究

以PID控制的数控机床进给伺服系统为研究对象,研究了低速进给时非线性摩擦对系统的稳定性的影响。采用新的连续摩擦模型,建立了含非线性摩擦的系统单自由度等效模型,同时也计入了负载干扰的影响。基于Taylor级数展开,将非线性滑动摩擦线性化,给出了系统稳定性判别条件的解析表达式。该判别条件可以用来确定PID控制参数以避免系统不稳定。仿真和实验均验证了判别条件的有效性,为预测和消减低速进给时摩擦引起的爬行现象提供了一种简单有效的方法。     

基于模态耦合的摩擦自激振荡系统稳定性研究

模态耦合是摩擦引起系统自激振荡的主要不稳定性机理之一.针对此类问题,构建了两自由度非线性质量一传动带系统.首先,通过劳斯判据分析系统的稳定性,给出了计算Hopf分岔点的数学表达式以及系统参数改变时分岔点和特征值分岔图的变化状态.其次,将扩展谐波平衡法加以利用和延伸,得到了自激振荡系统极限环幅值的解析解,进而研究了系统外界参数和结构参数变化对极限环幅值的影响.外界参数(带速和摩擦系数)变化可造成极限环幅值的规律性变化,而结构参数(阻尼比和固有频率)的改变会引起极限环幅值复杂的动力学行为.研究方法及结果可为机械系统结构设计和减振等方面提供理论分析参考.     

定向井有杆抽油系统扶正器可视化设置及仿真

合理设置定向井抽油杆柱的扶正器,可有效降低杆柱摩擦,延长检泵周期,提高系统效率和抽油杆寿命。首先解决了测井录入方位角不连续问题,采用三次样条插值对连续化后的井眼数据进行计算机模拟,生成定向井抽油杆柱空间轴线;开发了可视的扶正器设置和系统仿真软件,通过文件读取或键盘与鼠标输入(均匀分布输入、井深数据输入以及鼠标点击输入)等方法设置各类扶正器;采用摩擦力等效原则,运用等效摩擦系数计入扶正器对组合抽油杆柱的影响;经过对等效有杆抽油杆柱系统动态仿真,得到抽油杆柱摩擦力分布和摩擦耗能等特性参数,运用这些数据可以对扶正器设置进行评价并进一步改进设置方案,实现定向井有杆抽油系统扶正器可视化优化设置。     

随机应力循环下结构疲劳寿命和可靠性的计算

将以往对应力循环二维分布特性的研究转化为对一次应力损伤一维分布特性的研究,基于应力损伤的Ｍａｒｋｏｖ性,研究了一次应力损伤服从指数分布时就总损伤的分布规律,给了了结构疲劳寿命和可靠性的计算方法,文末给出了本文方法在３００ｔ转炉倾动机构疲劳设计中的应用。     

SO型元件贴装过程中的视觉形位检测

针对不同的IC封装类型,在贴片机系统中需要一种能够高效地对IC元件进行形位检测的视觉检测系统,以保证其能够快速准确地完成贴装任务;介绍了一种针对SO型元件在贴装过程中的形位检测方法;实验结果表明该方法可以满足中高速贴片机的精度和速度要求;通过区分引脚的细长度方向将两边带引脚推广到四边带引脚,该方法对QFP、QFN等封装类型的形位检测也是有效的。     

考虑摩擦影响的重型车床横向进给伺服系统建模与分析

进给伺服系统的性能对数控(Computer numerical control,CNC)机床的跟踪及定位精度、零件加工表面质量等有着重要的影响。摩擦的非线性还会导致系统产生爬行行为。结合Karnopp摩擦模型的建模思想,对导轨接触面建立一种改进的Stribeck摩擦模型,针对闭环控制的某重型车床的横向进给系统,建立综合考虑轴的扭转刚度、齿轮的啮合刚度、丝杠螺母副接触刚度、丝杠轴和轴承轴向刚度、导轨接触面摩擦的进给伺服系统的多自由度力学模型和数学模型,研究低速进给下各个刚度变化对工作台输出的影响,找出机械传动系统中的刚度薄弱环节。现场试验测试工作台不同进给位置下的临界爬行速度,得出临界爬行速度与丝杠的轴向刚度的关系,理论分析与试验结果相吻合。所得结论可为该重型车床横向进给伺服系统的优化设计和性能预测提供理论支持。     

小子样下机构系统磨损仿真可靠性研究

针对断路器机构系统具有磨损试验小子样、失效阈值不固定、试验成本高的特点,通过模拟仿真试验法、小子样数据处理法、随机性理论,对某大容量发电机断路器传动机构的磨损可靠性进行研究。在考虑运动副非规则磨损对断路器传动机构系统性能退化的影响及制造误差的基础上,基于Archard磨损模型对运动副不同接触点的磨损量进行计算,利用ADAMS仿真软件获得了该传动机构危险关节运动副服从正态分布的初始间隙量下的磨损数据。采用小子样的虚拟增广法和Boot-strap法对获得的磨损数据进行扩展,根据该机构系统磨损退化量分布规律分别得到扩展前后的可靠度函数曲线,对比结果表明对该样本进行小子样的扩展是必要的。利用扩展数据分别得到固定失效阈值、随机失效阈值下的可靠度曲线,结果表明断路器传动机构磨损随机失效阈值下的可靠度较固定阈值更接近生产实际。研究表明复杂的磨损过程可通过仿真试验预测其可靠性,从而避免了传统的必须依赖试验的研究方法,具有一定的应用价值。     

高速电主轴电磁加载温升分析

加载盘的温升是非接触电磁加载装置动态加载过程中的主要问题之一。电磁加载的本质是利用电磁力来模拟工作载荷,而在动态加载过程中加载盘内会产生涡流,从而导致加载盘发热。主要分析加载盘在不同转速下的温升情况。通过红外测温仪对加载盘进行实时温度测试,以分析、计算热功率为基础,根据加载装置实际尺寸利用瞬态热路法对加载盘温升进行求解,最终得到不同转速下加载盘温升的变化情况以及加载盘的温升特性,为改善本电磁加载装置提供了重要依据。