基于并联机构的踝关节康复机器人研究

针对踝关节的康复运动问题,提出一种3-RRS/SS踝关节康复并联机构,进行该并联机构的运动学建模及虚拟样机仿真分析,分析结果表明,并联机构能实现三个方向的旋转运动.研制踝关节康复并联机构样机,实施样机控制,控制的结果表明,并联机构的运动范围能满足人体踝关节康复运动需求.     

伸缩机翼变形机构多柔性体动力学仿真分析

针对伸缩机翼飞机的变形机构,使用一种螺旋传动机构实现机翼伸缩,建立了基于ANSYS和ADAMS的用于机翼伸缩变形的螺旋传动机构多柔性体虚拟样机模型,并对其进行仿真分析,从变形运动速度、变形过程的振动情况、滑块和滑轨之间摩擦力以及驱动功率方面对机构进行分析.经仿真分析证明所设计的螺旋传动机构可作为伸缩机翼飞机的变形机构方案.     

可折展空间八转动副连杆捕获机构的设计

为实现几何形状未知与运动参数不确定的空间目标捕获,提出了一种由8个转动关节依次连接组成的可折展空间连杆捕获机构。利用螺旋理论对该机构进行自由度分析,得到其在分岔位置的3个瞬时自由度;采用几何法对该捕获机构进行运动学分析,将其运动解耦为球面4转动副机构,建立了其在一般位置下的环路方程以及发生运动分岔的条件方程,进而得到捕获机构的包络空间;采用四元数法建立目标运动的数学模型并得到其运动包络范围,通过对比分析得到该机构实现目标捕获的条件并进行仿真验证;基于运动学模型设计原理样机并开展针对3种不同尺寸目标的捕获试验,验证了该捕获机构的功能。试验结果表明:该空间8个转动副连杆捕获机构能够利用折展功能形成大包络空间以实现对目标的捕获,并具有控制系统可靠性高、对目标定位要求低的特点。     

基于螺旋理论的3-RRR并联机构设计与仿真

基于螺旋理论分析了一种3-RRR并联机构的自由度和构型.通过分析动平台和各分支机构的约束螺旋系,构造3-RRR串联分支,运用修正Crübler-Kutabath公式计算出其自由度满足3个转动自由度.基于虚拟样机技术建立3-RRR并联机构虚拟仿真模型,进行正向运动学仿真和工作空间分析,从而找到该机构存在的缺陷,为少自由度并联机构运动学和动力学分析提供保证.     

并联六坐标测量机的实时运动仿真及分析

以一种6-SPS型六自由度并联机构坐标测量机为研究对象,研究了基于ADAMS的并联六坐标测量机的实时运动仿真,并进行运动学分析. 首先利用UG环境构造机构三维实体模型,然后将数字模型导入到ADAMS平台,在该环境下对其进行实时三维运动过程仿真,从而使并联坐标测量机虚拟样机建模及仿真更为方便、有效,并具有了较高的实时性,为虚拟样机的后续深入开发奠定了基础.     

基于6 UHU型并联机构的动载坦克模拟器螺旋耦合补偿

基于螺旋理论,以动载坦克模拟器为研究对象,对6-UHU型并联机构螺旋耦合现象进行分析.在逆运动学基础上推导耦合角度及耦合速度,提出动载坦克模拟器螺旋耦合补偿.考虑运动控制器及电机自身性能,以支链实际运动轨迹为模型输入,使用机构-模型联合运动方法对螺旋耦合补偿进行了实验研究.结果表明,该螺旋耦合补偿提高了动载坦克模拟器运动的平稳性和准确性,降低了抖动幅度,为模拟器的运动控制研究进行了有益的探索.     

一种并联运动机床的轨迹规划

针对东北大学开发研制的3 TPT并联运动机床进行了研究·首先进行了机构的结构分析,论述了该并联机构具有三维移动即平动的运动特征,然后对并联机床进行了位置分析,给出了位置正反解,得出了移动平台按预期运动规律运动时应该施加在原动件伸缩杆上的运动规律,最后,基于ADAMS虚拟样机技术,创建了3 TPT并联运动机床的虚拟样机模型·通过虚拟样机的运动仿真,对所规划的运动轨迹进行了验证·     

用于飞机装配的3-SPR机构运动学与奇异分析

针对飞机柔性装配系统高精度、大作业空间的要求,以3-SPR并联机构为研究对象,运用螺旋理论分析该机构的自由度特性并建立约束螺旋,进而求得机构的雅可比矩阵。通过对雅可比矩阵的分析,明确机构的奇异位形。根据并联机器人机构学理论建立该机构的位置逆解模型,推导出位置逆解的显式解答。利用运动仿真软件对机构进行运动仿真,仿真结果验证了理论分析的正确性。     

三维平动并联机构型综合研究

提出了一种简单而有效的三维平动并联机构型综合新方法,应用的理论基础是螺旋理论.为此,首先列举了该类机构所有可能的支链结构,根据螺旋理论中运动螺旋与约束力螺旋之间的互易关系提出一种机构型综合方法,并利用该方法系统地进行了三维平动并联机构的型综合,得到了数十种新型机构.为验证该机构型综合的重要意义,给出了三维移动并联机构应用于生物细胞显微操作的一个具体实例.     

用于飞机装配的3-S—R机构运动学与奇异分析

针对飞机柔性装配系统高精度、大作业空间的要求,以3-SPR并联机构为研究对象,运用螺旋理论分析该机构的自由度特性并建立约束螺旋,进而求得机构的雅可比矩阵。通过对雅可比矩阵的分析,明确机构的奇异位形。根据并联机器人机构学理论建立该机构的位置逆解模型,推导出位置逆解的显式解答。利用运动仿真软件对机构进行运动仿真,仿真结果验证了理论分析的正确性。     

PEX150×750细碎鄂式破碎机运动学仿真及有限元分析

对PEX150×750细碎鄂式破碎机传动机构进行了运动学仿真及有限元分析,基于ADAMS建立了鄂式破碎机虚拟样机模型,通过运动仿真分析得到了PEX150×750细碎鄂式破碎机动鄂齿面的运动轨迹,动鄂的行程特征值;利用有限元软件ANSYS Workbench对动鄂体进行有限元分析,得到了动鄂体应力与变形的分布规律.分析结果表明PEX150×750细碎鄂式破碎机满足破碎要求,结果为破碎机的优化设计与结构改进提供了的参考,有一定的实用价值.     

双流传动履带车辆实现方向盘控制的转向机构实体建模与仿真

详细介绍了用CATIA软件进行双功率流履带车辆转向机构控制箱体零部件三维模型的建立过程,同时进行了虚拟装配,通过运动仿真分析验证了此套机构的运动特点和运动规律。以CATIA三维设计软件为平台,采用数字样机(DMU)技术对方向盘控制装置进行了安装调试仿真和运动仿真,并对整套操纵装置零部件之间有无干涉现象进行了干涉检测。     

并联机构4-RPR(RR)的基础分析

讨论了一种新型少自由度并联机构4-RPR(RR),描述了机构的特性并利用螺旋理论分析了它的运动,计算了自由度,给出了机构的位置反解,利用虚设机构法建立了一阶影响系数矩阵并对机构进行了速度分析及仿真。这些是对该机构进一步分析的基础,包括其运动学、动力学分析,因此是具有实际价值的。     

一种新型SCARA机器人运动学分析及仿真

针对传统SCARA机器人末端操作的局限性问题,设计了一种新型SCARA机器人,通过改进SCARA机器人末端结构来增强传统机构的灵巧性。应用旋量理论建立了运动学模型,并进行了正运动学求解,得到各关节运动与末端位置的关系。根据杆长条件和关节运动范围,求解了机器人的工作空间。最后,应用ADAMS建立虚拟样机模型,探究该新型机构在特定运动区域内的工作路径,并将其可达空间与传统SCARA机器人对比,证明了该机器人可增强传统机构的灵巧性,并求得精细操作范围。该机器人可解决多角度操作问题,为工业生产中的复杂作业提供参考。     

输出偏心载荷的滑动螺旋传动计算方法研究

在热发射领域需要锁弹机构锁紧和推动导弹,通常采用自锁型滑动螺旋传动。在以往的研究设计中,螺旋传动的输出载荷一般通过螺旋传动中心,缺少输出偏心载荷时滑动螺旋传动的计算方法。通过建立某锁弹机构的受力模型,利用理论力学分析方法得出了输出偏心载荷时螺旋传动输出作用力与驱动力矩之间的计算公式,并通过有限元仿真计算和原理样机试验验证了该计算方法的正确性。研究成果表明,对于输出偏心载荷的滑动螺旋传动,必须考虑载荷偏心所带来的附加力及其摩擦影响,可以利用理论力学和有限元仿真的计算方法,为机构设计时判断驱动力矩与输出载荷提供支持,对相关专业产品具有借鉴意义。     

基于旋量理论的上肢康复机器人Kane动力学方程

引入基于旋量理论的运动旋量、力旋量及偏速度旋量等概念,推导得出五自由度上肢康复机器人的Kane动力学方程.结果表明,采用旋量理论分析机器人更加简明有效,比建立局部坐标系的D-H法更简易.Kane方程的求解只需加、减、乘运算,与拉格朗日、牛顿-欧拉等非线性动力学方程相比,计算效率更高,更易于实现实时控制.通过仿真研究了机器人各关节从初始位形到准备位形的角位移、角速度、角加速度以及驱动力矩,验证了基于旋量理论的Kane方程的正确性和有效性.     

3-RRRT并联机器人奇异位形研究

对3-RRRT并联机器人的位置反解进行分析,根据螺旋理论对其进行瞬时运动分析,建立速度正反解方程,在此基础上获得了在奇异位形时的条件方程,并进行了数值仿真,为进一步的研究提供了理论基础.     

基于空间螺旋理论的行星滚柱丝杠副自由度计算与分析

基于空间螺旋理论开展行星滚柱丝杠副(PRS,planetary roller screw)机构学分析,综合考虑PRS作为空间螺旋机构的运动特点,建立了PRS机构运动简图。通过修正的G-K公式计算PRS的自由度,从理论上分析系统各构件对机构自由度的影响。通过开展不同数量构件条件下的机构自由度计算分析,对比了单滚柱、单挡圈条件下机构自由度,得出了增加滚柱与挡圈的数量对于机构自由度的运动特性的影响。理论计算结果在一定程度上揭示了PRS运动学原理。