平面Ⅲ级机构运动学最优综合通用程序

作者在本文中讨论了工程中常见的平面连杆机构运动学最优综合数学模型;并在作者研究出的平面Ⅲ级组运动分析通用程序的基础上,应用复合形法,编制了平面Ⅲ级机构运动学最优综合通用程序。对于各种平面Ⅲ级机构,用户只要编入优化设计数学模型子程序,就能方便得到优化结果。实例计算结果表明,本文采用的方法和设计的程序是正确、可靠的。     

用一维优化对III级以上平面机构进行运动分析

提要利用间接法的原理,将Ⅲ级或Ⅲ级以上的平面机构转化为Ⅱ级机构,然后调用Ⅱ级杆组运动分析的通用子程序求解.对求解过程中的关键问题——位置分析,提出了用一维优化的方法求解.此方法无需建立位置分析解析式,只需要调用Ⅱ级杆组位移分析子程序和一维优化子程序.其求解方便,初值范围宽,精度高,计算速度快,具有通用性.文中有两个计算实例,便于在微机上应用.     

平面Ⅲ级机构运动分析的降级法和泰勒级数逼近法

本文提出平面Ⅲ级机构运动分析的两种方法──降级法和泰勒级数逼近法。上机实例计算表明，这两种方法是正确的，可行的，并对一般由Ⅲ级机构组成的多杆机构的运动分析具有通用性．     

高级平面连杆机构运动分析的约束条件逼近法

文献[1]提出用杆长逼近法解决高级平面连杆机构的位置问题。本文将这种方法扩充为约束条件逼近法,以解决任意高级平面连杆机构的位置、速度和加速度问题。高级平面连杆机构由起始件、机架及高级杆组等组成。设在高级杆组中拆下双副杆(RR杆或RP杆),则可将其简化为“Ⅱ级机构”进行运动分析。该法的整个计算过程可归结为求解双副杆的约束方程式。文末附有数值计算实例。     

基于螺旋理论的机构自由度自动分析

为了实现机构自由度快速自动分析,将字符、符号等自动转变为字符变量的方法和便于局部自由度分析的参数输入原则,并由此分析自动构建运动螺旋集及相应约束螺旋集的算法;然后提出局部自由度、公共约束、冗余约束及整个机构自由度的自动分析算法;最后得出机构中存在局部自由度的充要条件。用该程序自动分析了61个各类机构的自由度,计算结果完全正确,且计算效率高,可输入含任意字母与数字组合的字符变量、简单运算符和三角函数的表达式,可用于自动分析计算平面、空间、单环及多环机构的自由度。     

用虚拟机构法求解平面高级杆组的位置问题

平面高级连杆机构的位置分析是机构运动分析中较为困难的问题。本文提出用“虚拟机构法”来求解平面高级杆组的位置。此法将平面高级杆组分解为两个具有同一原动件的Ⅱ级机构,把它们的同名点的距离平方作为分离函数,对分离函数求根即可解得平面高级杆组的位置。“虚拟机构法”使用简便,收敛速度快,具有较大的实用价值。文中还以双肘杆机构为例说明其计算过程,列出其计算结果。     

跳跃机器人浮动基动力学模型及试验

研究了平面腿型跳跃机器人浮动基动力学模型的建立、仿真及试验问题.将跳跃机器人模型抽象成由三根均质连杆组成的平面跳跃机构,建立3个坐标系研究跳跃运动的变约束性.分别对支撑相和腾空相的运动模型进行分析,建立了Lagrange动力学方程.由于支撑相足尖与地面满足Pfaffian约束,因此将机器人足尖平移坐标与关节变量统一作为广义坐标,建立显含力约束的跳跃机器人浮动基动力学模型.确定跳跃运动约束方程和相互识别条件.通过仿真和样机试验说明了跳跃机器人浮动基动力学模型的正确性.     

基于工作空间的4RRR冗余并联机构支链优化

工作空间分析是机构设计及运动控制的基础,传统的分析方法限于理论计算,缺乏对机器实际安装效果的研究。该文基于运动学模型及支链运动约束方程,完成了一个4RRR冗余并联机构的支链优化设计。利用Newton-Raphson法和D-H法得到机构的运动学正解和逆解方程,通过分析机构全部5种支链构型下的运动约束,结合运动学模型得到各种构型下的实际工作空间,并依此得到了该4RRR机构的最优支链构型。研究表明:在机构运动学模型中添加构件运动约束方程,能模拟机构的真实运动,其工作空间的分析结果能够用于机构实际安装形式的优化,该方法是对传统的并联机构支链优化方法的有益补充。     

平面连杆机构的通用分析程序KFDAPL

本文介绍适用于平面二级连杆机构运动分析、力分析以及动力分析的通用程序KFDAPL。该程序应用杆组分解原理,通过计算机对给定机构进行模式识别,实现由计算机自动进行该机构的建模、形成计算方案,从而完成给定机构的分析计算。该程序具有使用方便、计算速度快、计算结果精确可靠等特点。     

3-RPR平面并联机构正解的吴方法

研究３－ＲＰＲ平面并联机构正运动学封闭形式解。以符号运算为工具,应用吴方法得到非线性方程组的特征列。从而导出３－ＲＰＲ平面并联机构正运动学封闭形式解为一元六次方程。该封闭形式解不仅适用于３－ＲＰＲ和３－ＲＰＲ平面并联机构,也适用于所有包含６Ｒ－Ⅲ级组的Ⅲ级平面并联机构,给出具有６组实根的数字例。     

包含液压气动元件的平面多杆机构的分析研究——兼论平面机构组成原理

机械原理中的平面机构组成原理由Л·В·阿苏尔教授于1914年提出,沿用至今,但仅适用于主动件为联架杆的平面机构,包含液压气动元件的平面机构不属此列。本文将阿苏尔杆组发展为具有运动确定性的基本杆组,进而使平面机构组成原理臻于完善,使之适用于主动件为联架杆或非联架杆的平面机构。以此理论为根据,文中提供了包含液压气动元件的平面多杆机构运动分析的统一解析法,并援用这类Ⅰ级及高级平面多杆机构的实例加以分析,文末则附一实例之数值计算结果。     

高级机构运动分析CAD系统的研制与开发

根据角变量逼近法对高级机构进行了运动分析,研制了高级机构运动分析CAD系统,介绍了开发平台和主界面,讨论了程序开发的一些技术处理.给出了全R副Ⅲ级杆组运动分析流程图和通用模块的核心步骤,并以编织机为倒说明了软件的使用.     

计算机辅助运动分析与绘图

本文运用约束方程法对平面机构的运动提出了五种模块,并列出其数学模型。利用AUTOCAD提供的命令组文件的概念,用高级语言编制了能被AUTOCAD调用的绘图文件。最后以六杆机构,齿轮—连杆机构,凸轮—连杆机构为例,说明对平面机构的轨迹进行模块式组合设计与绘图的方法及计算机运算框图。     

平面连杆机构中公共约束数与静不定次数的研究

本文就平面机构中从动杆组的分组方法以及公共约束数与其静不定次数的关系进行了研究，得出了平面机构中公共约束数与其静不定次数相等的重要结论；当多环平面机构的某独立环含有公共约束时，其机构的从动杆组仍然具有运动的确定性，只是其从动杆组需要进行再分组。     

3-RPR平面并联机构正解的吴方法

研究了3-RPR平面并联机构正运动学封闭形式解.以符号运算为工具,应用吴方法得到非线性方程组的特征列,从而导出3-RPR平面并联机构正运动学封闭形式解为与现有文献不同的一元六次方程.该封闭解不仅适用于3-RPR平面并联机构,也适合于所有包含6R-Ⅲ级组的Ⅲ级平面并联机构.给出了6组实根的数值解实例.     

用约束构件快速搜索法求解高级杆组的位置问题

提出了一种简单、有效的解决高级杆组位置问题的方法——约束构件快速搜索法．它将复杂的高级杆组转化为一个约束构件、几个Ⅱ级杆组和包含虚拟变量的虚拟原动件，建立被转化的Ⅱ级杆组的位置参数与虚拟变量之间的函数关系，根据约束构件的装配条件形成优化目标，使用一维搜索方法获得原高级杆组的位置解、该方法具有很好的收敛速度，适用于任意复杂的高级杆组，对所提方法的原理和分析步骤进行了介绍，编制了通用的高级平面机构的可视化分析程序．通过对含RR—PR—RPⅢ级杆组的多功能家用缝纫机送料机构的分析实例，演示了该方法的具体应用．     

改进型管道清灰机器人撑开机构动力学分析及仿真

以改进型管道清灰机器人为研究对象,建立机器人行走装置撑开机构简图.利用动态仿真的联立约束法,将运动约束和牛顿-欧拉方程组成一组联立线性方程组,求解得到各关节的约束反力、加速度和速度.利用Matlab编制计算程序,基于Simulink建立仿真模型,对管道机器人撑开机构动力学进行动态仿真,仿真结果表明:机器人撑开机构滑块速度方向改变时,机构各杆件受力达到最大,且杆件3受力最大.     

平面连杆机构中公共约束数与静不定次数的研究

本文就平面机构中从动杆组的分组方法以及公共约束数与其静不定次数的关系进行了研究，得出了平面机构中公共约束数与其静不定次数相等的重要结论。当多环平面机构的某独立环含有公共约束时，其机构的从动杆组仍然具有运动的确定性，只有其从动杆组需要进行再分组。     

转换机构法分析Ⅲ级机构的速度和加速度

介绍一种不需要辅助媒介点的分析Ⅲ级机构运动的方法。对于单自由度机构,选择不同的起始构件,可以将原Ⅲ级机构转换成Ⅱ级机构,而后者的运动分析方法较为简易。再通过原机构与转换机构之间的关系确定原Ⅲ级机构的速度及加速度.     

复杂平面机构运动分析的角变量逼近法

将机构中的高级杆组的一个或几个多副构件离散化后将其划分为几个Ⅱ级杆组,根据机构运动的几何等同条件,通过逼近不同Ⅱ级杆组中的同一构件的角变量(角位移、角速度、角加速度),实现对复杂平面机构的运动分析,建立了一种模块化求解复杂平面机构的数学模型·该方法在逼近过程中实现了搜索方向及步长的自调整,使问题大大简化·程序运行结果验证了该方法的正确性和高效性