基于曲线柔性单元的新型大变形柔性铰链

曲线薄板柔性单元与传统的缺口式柔性单元相比,受载荷时在功能方向上更容易产生大变形.基于此,将曲线薄板柔性单元在平面空间中以一点为圆心,进行均匀阵列组合得到一种新型的环形柔性铰链--分布式叶片形转动柔性铰链.为了对新型柔性铰链进行性能分析,建立铰链的数学模型.鉴于铰链结构复杂,要得到精确模型十分困难,因此对模型进行简化,采用主运动单元伪刚体法建立新型柔性铰链数学模型,并分析新型柔性铰链受纯扭矩载荷时的变形情况.计算得到的结果与非线性有限元分析结果十分接近,证明了所建伪刚体模型的正确性.同时计算结果也表明分布式叶片形转动柔性铰链能够提供较大的转动行程,是一种新型的大变性转动柔性铰链.     

宏-微操作结合的自动微装配系统

介绍了一类具有宏—微尺度结合特点的操作对象,对该类型操作对象的操作任务进行了分析。开发了用于PMMA微流控芯片批量化生产的微对准自动装配系统,该系统采用基于显微视觉图像分析的分视场对准机理。系统的主要硬件构成包括机械本体、视觉单元、4-DOF精密定位单元和全自动气动辅助单元。介绍了系统的控制结构。提出针对标记图像的对准精度测量方法,通过实验得到系统的对准精度为2.9μm。该系统可以高效、可靠地完成PMMA微流控芯片的微对准装配。     

基于伪刚体模型法的全柔性机构位置分析

柔性机构是一种依靠构件元素的弹性变形传输所希望运动的机构。具有集中柔度的全柔性机构是其中的一种类型，其特征是机构中传统形式的铰链全部被柔性铰链所代替。对它的研究，近年来也已成为一个热点。为探索这类全柔性机构的运动学问题，首先建立起柔性铰链变形刚度模型。在此基础上，提出了一种扩展的伪刚体模型法，很好地解决了机构的位置正、反解问题。     

用于光电子器件封装的微操作系统

介绍了用于光波导与光纤耦合对接的微操作系统的构成,并对该系统的若干关键技术进行了讨论,包括微操作机构设计、系统标定、视觉伺服系统、微光功率检测控制系统、光功率搜索的路径规划以及微流量进给系统等.提出了构筑该系统的注意事项和解决方案.     

扑翼式微型飞行器的升力测量与分析

昆虫通过高频扇翅可以产生很大的升力,相关的非定常空气动力学机理及理论逐渐被人们所认识。基于昆虫的仿生学设计了单个翅膀的扑翼机构,并利用自行设计的测力平台实现了对升力的测量。通过分析测力系统的动态特性及受激励后的响应,得到扑翼产生的周期升力。通过将试验数据与经验公式计算的结果进行比较,得到了升力与扑翼参数的关系,为进一步设计扑翼式微型飞行器提供了依据。     

交叉簧片柔性虎克铰在静平衡仪中的应用及性能测试

通过对广义交叉簧片柔性铰链转角公式的分析,揭示了铰链刚度和仪器灵敏度之间的关系。为了避免垂直载荷的变化对铰链转动刚度的影响,设计具有恒定转动刚度的交叉簧片柔性虎克铰,并以柔性虎克铰为转动支撑单元搭建针对万向节装置不平衡力矩测量的两自由度柔性静平衡仪。通过对沿特定方向特定量不平衡力矩的测量,在0～7 000 g有效载荷范围内对仪器分别沿x轴和y轴不平衡力矩测量的同步灵敏度进行测试。结果表明,所搭建的柔性静平衡仪各轴的灵敏度约为1.1 g·mm,灵敏度基本不受仪器有效载荷变化的影响,而且仪器各轴同步测量的灵敏度基本一致。所设计具有恒定转动刚度的交叉簧片柔性虎克铰的转动性能及承载性能优良。     

全柔性机器人机构的结构构型研究

本文对全柔性机器人机构的结构构型问题进行了系统的讨论：首先从应用层面上对 全柔性机器人机构进行了分类，着重讨论了并联机构与全柔性机器人机构之间存在的有机联 系．通过对并联机构的结构及柔性铰链的几何模型进行系统的总结，为全柔性机器人机构“ 型”的选择与构筑提供了丰富的素材．此外，还重点讨论了对全柔性机器人机构的性能产生 较为显著影响的结构布局问题．     

基于动态T－S模糊控制的视觉目标跟随

针对基于传统线性控制律的移动机器人视觉目标跟随系统的角度误差控制无法满足高效和快速的要求,进而容易丢失目标的问题,提出基于动态T-S模糊控制的视觉跟随方法.利用HOG算法检测目标,并结合摄像机模型获取目标位置向量,在T-S模糊控制律的基础上进行动态化处理,进一步提高角度误差收敛的响应速度. MATLAB仿真表明:角度误差的收敛时间小于0.4 s,改进的模糊控制可以有效提高角度误差的响应速度,缩短角度误差收敛的时间,使得跟随系统具有较好的快速性和适应性.在移动机器人平台上进行跟随实验,得到的角度误差收敛时间也小于0.5 s.基于动态T-S模糊控制的移动机器人视觉跟随系统对角度误差能够快速响应并达到收敛,进而有效防止跟随目标的丢失.     

制孔执行器的安装方式对机器人性能的影响

机器人和多功能末端执行器组成的柔性钻削系统近些年在航空工业得到了越来越广泛的应用,执行器和机器人的安装方式有同轴式、悬挂式和侧面式.利用软件Matlab对机器人和工件进行仿真建模,并计算执行器在不同安装方式下的机器人可达度、可操作度、关节使用度和关节被动力矩.基于计算结果,结合评价指标,分析制孔末端执行器的安装方式对机器人的可达性、可操作性、关节使用度及制孔位置精度的影响,结果表明同轴式安装消除了压紧力对机器人第5轴的被动力矩,有利于提高加工孔的位置精度;悬挂式安装使机器人的可达性好;侧面式安装使机器人的可操作性好,增加了机器人的运动灵活性和减少了关节使用度.     

微操作手自由度的选择

分析了显微操作的动作方式，讨论了微操作手的运动特点，按照位置和姿态的耦合及解耦两种情况，研究了微操作手自由度确定的理论依据。结论表明三维平动并联机构更适于显微操作。