移动式机器人核电封头管座遍历策略与控制软件设计

为实现核电站中核电封头管座的自动化焊接,以六足式机器人为研究对象提出了一种可行的焊接遍历规划策略。首先对焊接工况进行数学建模。通过对焊接工艺的调研,设计管座焊接的轨迹。接着,在此基础上讨论了该机器人一体式和分离式两种作业方案,并提出横向扫掠,斜向扫掠,径向扫掠三种焊接策略来覆盖全部管座,分析比较三种方案的优缺点。最后,通过自主开发的焊接系统客户端,为整个焊接过程进行了实验仿真。     

重型制造装备国内外研究与发展

制造业是创造人类物质财富和社会文明的手段和源泉,是我国实现新兴工业化的基础保证,诸多学科研究成果必须通过制造转化为人类需求的产品和生产力.20世纪末以来,国际上涌现出体现核心竞争力的高科技产业发展潮流,资源、能源、环境的严峻挑战,呼唤出现全新概念的制造科学与技术.国家重大战略工程必须由极端制造能力提供保证与支撑.极端条件下可靠服役已成为复杂制造装备的基本特点和要求,这给制造科学赋予了新的内涵.重型制造装备特点是尺度巨型、载荷巨大、惯量巨大、自由度多、力位操控能力强等,这些给该类装备的设计与制造带来严峻挑战.人造系统的能量与物质转换规律是制造科学的研究对象.以巨型自由锻造压机、重型锻造操作机、大型模锻多连杆和伺服压机、轧钢机、重型机床等代表性的重型制造装备为对象,分析该领域国内外发展现状和趋势,提出重型制造装备面临的基础科学与技术问题,即重型制造装备工艺参数模型与性能评价、装备机构和结构拓扑与性能的映射规律、重型制造装备大功率高精度快响应运动与动力容错驱动规律、重载制造装备多变量强耦合机电液多系统交互作用与控制规律等,为我国重型制造装备的发展战略研究提供参考.     

闭环联动机构的创新设计及应用

闭环联动机构(Looped-Synchronous Mechanism,LSM)是一种特殊的单自由度闭式传动机构,具有许多相似的单元,可以产生给定传动比规律的输出.LSM构件和运动副需要满足特定的约束,其构型综合与尺度设计需要相应的方法.首先,提出基于空间Assur杆组的构型方法,基于自由度计算找出空间杆组运动副的所有...     

加强现代机构学的研究，推动机械产品创新设计的发展

文章研究了机构学形成及发展现状,展望了机构学的发展前景。论述了现代机构学的研究内容。现代机构学的不断发展,将大大推动机械产品创新设计的发展。指出机构学应该是一门不断发展的学科。我们机构学研究人员应该坚持努力,为21世纪的现代机构学研究出谋划策。     

行为结构变型方法研究

行为在基于功能-行为-结构(FBS)的概念设计过程模型中起着承上启下的重要作用,在行为层次进行执行机构系统的创新的研究具有重要的意义。从实现功能的角度,分析行为,提出用位移、速度、加速度、角位移、角速度和角加速度等刚体运动学参数描述行为;根据功能描述的模糊性特点,提出在行为描述中增加作用力参数和参数模糊系数。在分析行为关系的基础上,提出行为集合分组规则和分组评价规则,并由此提出行为结构创新方法-行为分组法。该方法通过重复调用简单易行的分组规则和评价规则,将行为集合逐步分解,形成一系列行为结构变型,辅助创新。应用实例说明该方法进行计算机辅助实现行为结构寻优和创新的有效性。     

用虚设铰链法求解平面高级机构位置问题

提出了解决平面高级杆组位置问题的一种新的方法——虚设铰链法。此法主要是在高级杆组中任意定长杆中间任意设定一个铰链点,外点与机架相联,形成一个由Ⅱ级杆组组成的自由度为1的虚拟Ⅱ级机构。然后,将原杆长与虚拟机构中两端点的距离的差作为逼近函数,对逼近函数求解即得平面高级杆组的位置。这种方法简单有效,解的可靠性好,同时对初始值的要求也大大降低。应用这种方法针对实例开发的VC程序运行结果表明：该种方法收敛速度快,精度高。     

盾构推进系统分区性能分析的等效机构建模

推进系统是盾构重要组成部分,推进系统分区控制是实现盾构有效推进作业的核心手段。提出推进系统超冗余并联机构模型建立方法,将推进液压缸后端顶靴与隧道衬砌管片的直接接触关系等效为球副连接,将各推进液压缸支链均等效为球副—移动副—球副(SPS)支链,从而将推进系统整体上等效为具有与推进缸数目相同的SPS支链构成的并联机构。在此基础上,基于力合成原理,将液压缸相互连通的单个分区等效为一个推进缸,确定出该等效推进缸的铰链参数,建立起分区后的推进系统等效机构模型。再基于并联机构学理论,推导出推进系统分区等效机构的运动分析模型。四分区算例验证了用所提方法建模并分析推进系统分区性能的有效性。研究成果为盾构推进系统分区性能设计、评价和推进作业控制提供了有效理论和方法。     

现代机器的柔性化与分类研究

机电一体化、运动可控性、智能化是现代机器的重要特征,建立在机械运动系统的柔性化和可控化基础之上.分析机器功能的柔性化途径,提出可以在控制、驱动、机构等不同环节以相应方式为现代机器引入运动可控性.基于运动柔性程度,将现代机器划分为刚性机器、全柔性机器和适度柔性机器三大类型.认为适度柔性机器是应用前景广泛的一类新型机器,包括结构可调机器、伺服输入机器、混合输入机器三种型式.给出其应用实例.     

机械运动方案知识库的建立和机构自动化型综合

用数据标准化技术和组合分类法对概念设计运动行为—结构映射域中的运动行为知识和机构知识进行合理分类,并建立相应的计算机编码和存储原则,使得机械运动方案在求解的初期快速高效地构建满足基本运动特性的初步解集合。然后采用启发式运动行为匹配传播原理和匹配传播真值表进行机构型综合,建立了基于启发式运动行为匹配传播原理的机械运动方案自动化知识库推理系统,通过深度优先搜索策略,按自顶向下的设计流程在4个层次上进行匹配,符合设计者创新思维的规律。如果较高一级的匹配不成功,则自动转为下一等级的匹配。根据匹配传播真值表,运动行为ID中非零元素值(如“2”或“3”)一旦在匹配过程中出现,则一直会传播下去,保留在最终的搜索结果编码中,匹配传播原理的启发式机制将复杂运动需求分解为简单的运动需求后进行求解,从而实现了自顶向下的复杂运动需求的求解。更有利于计算机辅助自动求解过程的实现。最后列举了实例证明方法的实用、可行。     

腿式移动着陆器的运动学建模和运动规划

着陆器是深空软着陆探测的核心装备,但现有着陆器不具备行走移位功能,一次发射任务探测范围有限。针对上述问题,该文研究了一种集着陆和行走移位功能于一体的腿式移动着陆器,建立腿式移动着陆器单腿的完整运动学模型,并阐述其工作模式。针对星体表面的复杂环境,提出一种周期步态和自由步态的规划方法,解决了稳定判据、落足点评价函数和足端轨迹规划等问题。此外,该文还通过仿真实验,验证了该方法的可行性和稳定性。