"断杆法"公式优化及其在空间机构中的应用

"断杆法"应用于平面机构自由度的计算和判断,具有很强的通用性和实用性.在保持"断杆法"优势的基础上,继续对"断杆法"进行优化,使用通用变量,减少了自定义变量,得出一个更为简练的通用公式,此公式更具有一般性和实用性.在平面机构的基础上,又探索了"断杆法"在空间机构自由度计算中的应用,并证明它的可行性.     

两自由度机构的可动性条件

以五杆机构为例，建立了两自由度机构的可动性条件及其计算方法。此方法可扩展到一般两自由度机构。     

混合驱动平面2自由度七杆机构的奇异性分析

基于机构输入输出的速度Jacobian矩阵，提出了求解平面多环多自由度机构奇异位形的一般方法．利用这种方法详细分析了用于混合驱动器的平面2自由度七杆机构的4类奇异位形，得出了平面2自由度七杆机构的5种奇异位形，并讨论了它们各自的特点．提出了平面多环多自由度机构造免奇异位形出现的3种方法；基于平面单环N杆机构的可装配性，分析得出了避免这些奇异位形的几何条件．设计算例及仿真结果验证了上述结论．     

空问机构自由度计算

从四杆机构具有灵活性和平面机构任意封闭图形具有3个约束的理论出发，对机构学的自由度公式进行了研究。研究结果表明：只要对平面、球面机构自由度的计算公式稍加变化，推导出空间机构求自由度的新公式。利用这个新公式，既可以求空间机构的自由度，又可以求平面、多环、空间开式链、混合链等机构的自由度。它比传统公式使用简便，在形式和内容上都有实际意义，从而为空间机构自由度的计算提供了可靠的理论计算式。     

平面闭链五杆机构的动力学分析

用复矢量法结合拉格朗日第二类方程对平面闭链的两自由度五杆机构进行了动态分析，给出其等效转动惯量，由导出的动力学方程指出影响平面五杆机构运动特性的关键因素、产生耦合的原因及解耦需满足的条件。提出了两自由度五杆机构实现完全解耦的可能方法，为平面闭链五杆机构的合理设计提供了必要的理论依据和简单可行的研究方法。     

二自由度球面定点并联五杆机构的运动学分析

以刚体空间运动学为基础,借助欧拉角法与球面解析几何方法建立由平行四杆驱动的二自由度球面定点五杆机构运动学模型,并对其运动学特性进行分析;运用三维CAD软件对运动过程进行仿真,将理论计算与仿真结果进行对比.结果表明,所建立的二自由度球面定点五杆机构运动学模型准确有效.     

多杆多自由度连杆机构的运动模拟

本文对多杆多自由度连杆机构运动的动态模拟进行了探讨．文中论述了两自由度五杆机械和六杆Ｓｔｅｐｈｅｎｓｏｎ机构的动态模拟方法     

闭环机构关联杆组与冗余约束的关系

含冗余约束的闭环机构型综合一直是机构学中的有意义和重要的课题。本文研究了闭环机构中关联杆组、冗余约束、自由度和被动自由度之间的关系。用串联连接的单自由度基本连杆构成含多自由度的运动副;推导出计算关联杆组自由度、基本运动副数、关联杆组中有效基本连杆数公式。在此基础上用决策树逻辑法确定了闭环机构冗余约束与基本连杆的关系,为含冗余约束和被动自由度的闭环机构型综合提供理论依据。     

两自由度函数综合仪的类型综合

本文应用杆组综合理论,在杆组外副上併接输入构件及机架的方法进行两自由度函数综合仪的类型综合。结果得到七杆机构的结构型式1种,九杆机构的结构型式17种;与文献[2]用八杆机构增加一个构件的方法综合九杆两自由度机构所得结果相同。文中所述杆组综合的步骤与方法,将是杆组的运动分析及力计算的基础,这三者组成一个多杆多自由度机构分析与综合的理论体系。     

用对偶矢量计算开环机构末杆自由度的应用及算例

论述了用对偶矢量计算开环机构末杆自由度在机构自由度计算中的应用，并给出以这种方法计算各种不同类型闭环机构自由度的算例．     

平面机构过约束分析方法的综合应用

平面闭链机构及机械系统中广泛存在的过约束导致了机构性能的一 旬有害影响，已经受到机械结构设计者的充分重视，提出了多种机构过约束的分析方法，但是这些方法还存在一些不足，还需进一步发展完善。笔者针对2种常用的机构过约束分析方法计算法和睡自由度分析法存在的不足，在对其深入、系统研究的基础上，将2种方法相结合，得到了一种较实用的、且便于计算机辅助分析的机构过约束分析方法，并提出了一些机构过约束分析的新的见解。     

热交换系统二自由度PID 控制

为解决热交换系统的温度控制问题, 采用二自由度PID(Proportional-Integral-Derivative)控制算法设计了温度控制器。该控制器的PID 参数通过Ziegler-Nichols 振荡法整定, 二自由度化控制器参数根据经验规则进行调整。利用所设计的二自由度PID 控制器和传统的PID 控制器进行了多项仿真实验, 包括目标跟踪、抗扰、鲁棒性和标称模型控制等。实验结果表明, 二自由度PID 控制器的目标跟踪速度优于传统PID, 具有良好的鲁棒性, 对标称模型的控制具有更小的上升时间和反冲。     

基于机构最小阻力定律的旋转型变自由度机构运动顺序研究

基于机构最小阻力定律,对平面旋转型变自由度机构在考虑摩擦力、重力等情况下的机构杆件的转动条件进行了分析,提出杆件转动条件的表达式;基于泰勒级数展开式,对转动杆件考虑摩擦时的摩擦力矩进行了线性化处理;以平面五杆机构为例对机构运动顺序进行了分析。     

平面并联机器人的机构分类及奇异性

描述了平面并联机构的构型分类，提出基于微分几何方法的并联机器人奇异位形的判定定理，分析了2DOF并联机器人的奇异位形。     

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。     

平面机构自由度公式的变化及其约束分析

机构自由度计算中经常出现易混淆概念、难点问题,结合实例分析研究了平面机构自由度计算中的常见公式变化、可变自由度机构的设计原理及工作特点。针对自由度计算难点、各种约束施加及其形成的变化作一些探讨,对正确理解、计算自由度做出帮助,为创新优异新型的机构、避免误算提供了一条有效的途径。     

一种由平面矩形单元转化而来的十字形平面刚架单元

文章提出了一种用平面刚架结构来替代平面问题连续体的有限元方法,将平面连续体离散为5结点15自由度矩形单元,再将矩形单元转化为十字形平面刚架单元;先求出外载荷作用下平面刚架结点位移、结点力,再由虚拟力求梁横截面变形引起的十字形单元结点力,将各次所求结点力叠加,得矩形单元结点力;并编制计算程序,进行数值计算和比较,表明该方法可行。     

二自由度平面机械手的模糊建模与模糊控制

本文以二自由度平面机械手为例，尝试用线性系统理论和模糊控制理论解决非线性系统问题。要点是：把一个整体非线性动力学模型看成是多个局部线性模型的模糊逼近；把整个非线性系统的控制看成是多个局部线性系统控制的模糊逼近。这种方法称为并行分配补偿法。本文建立了二自由度平面机械手的模糊模型并在此基础上用并行分配补偿法对系统进行了综合，最后用仿真进行了验证，证明了并行分配补偿法的成功和所建模型的合理性。     

运动线性相关与平面机构的自由度

在讨论平面机要的独立运动和局部自由度的基础上,通过对作平面运行构件的运动线性相关分析,提出运动线性相关自由度的概念,在此基础上,建立了含有作平面运动齿轮的平面机构的自由度计算方法,并用实例证明了该计算方法的正确和实用性,运动线性相关分析还为在行星轮系设计虚约束提供提供了理论基础。