具重力补偿功能三自由度力觉主手动力学研究

设计一种三自由度力觉主手,具有重力补偿功能.通过建立主手的拉格朗日方程完成了主手动力学模型的构建,得到了关节伺服电机的动力学附加力矩,实现主手重力补偿.建立虚拟样机,通过ADAMS动力学仿真证明计算结果正确.通过主手静平衡仿真分析,证明施加配重的必要性和重力补偿策略的有效性.     

一种大型球冠蜂窝灌注机器人结构设计与分析

针对航天器中大型球冠蜂窝防热层结构自动灌注问题,设计了一种3自由度混联灌注机器人,并建立灌注机器人的机构模型.该混联机器人结构紧凑、驱动简单、占地面积小,末端灌注装置始终垂直于球冠面移动,有利于蜂窝结构的灌注;采用多机器人操作模式,提高了灌注效率.通过建立运动学约束方程,分析了机构的运动学反解,同时建立了机构的速度雅可比矩阵,在此基础上,利用一种高效的数值正解算法分析了运动学正解,并通过对位置正解的分析得出灌注机器人的整个工作空间,并基于速度雅可比矩阵对机构的灵巧性和奇异性进行分析.结果表明灌注机器人能够实现对蜂窝结构的精确定位,且工作空间能够达到整个球冠面,满足蜂窝防热层结构的灌注要求.     

一种基于球面并联机构的肩关节的分析与设计

采用球面三自由度并联机构作为拟人机械臂的肩关节，在使全域角速度精度传递性能评价指标较好以及满足组装条件的情况下，选取合理的设计参数，最终确定了一种肩关节的完整设计方案，为拟人机械臂的整体研究奠定了基础。     

一种新型四自由度非对称并联机构的运动学分析

在分析2-UPU/2-URU并联机构结构特点的基础上,运用封闭法对机构进行了位置分析,并验证了数值特例,利用球坐标搜索法得到影响并联机构工作空间的各种约束条件下的边界点,并通过MATLAB软件绘制工作空间的三维图形,得到约束条件对工作空间的影响规律,说明了其工作空间分布的特点,并进行了奇异分析。该机构是一种过约束机构,本文的研究为该机构工作空间优化设计和机构尺寸设计提供了依据,为该并联机构进一步的研究奠定了基础。     

新型五自由度并联机构及其运动分析

提出了一种新型五自由度并联机构及其应用前景,该机构由一个RRTR分支和4个SPS分支组成,可实现空间的三维移动以及两个独立方向的转动,可用于部件装配、推拿机器人、空间机构的运动平台等应用场合。采用螺旋理论分析了能实现预定运动输出的机构学原理,计算了机构的自由度,采用直观的零位形两步法建立运动变换矩阵,求出用于实时位置控制的反解,并给出数值算例,分析了该机构在推拿机器人设计上的应用前景。     

球面机构的相伴方法与运动几何学研究

用曲面与曲线相伴方法研究球面机构运动几何学,建立了球面四杆机构的运动几何学模型。导出了动定瞬轴面的表达式,讨论了瞬轴面的几何形状及分布区域。研究了球面四杆机构连杆的测地拐点、波尔点等特征点,得到了测地拐点曲线开闭与瞬轴面诱导测地曲率的关系,证明了球面上波尔点曲线是球面上测地曲率驻点的包络线。     

新型三自由度并联机床的工作空间分析

针对一种新型三自由度并联机床进行了研究，介绍了其结构布局特点，推导出位置反解方程，建立了结构约束条件，采用数值分析方法绘制出丁工作空间的Z截面边界图以及三维立体图，并定量分析了机构尺寸参数对上作空侧体积大小的影响，这些对该并联机床的合理化设计很有意义。     

一种新型三自由度并联机构逆运动学及其工作空间分析

以一种新型三自由度并联机构2-RPU&SPR为研究对象,对其逆运动学及工作空间进行分析.首先,利用矢量法对其逆运动学进行分析,推导出机构位置反解的显式数学表达式;随后,利用极限边界搜索法,根据并联机构位置反解及其它约束条件,获得其工作空间,最后通过数值仿真对逆运动学数学模型以及机构工作空间搜索方法进行了验证.     

Structure and kinematic analysis of a novel 2-DOF translational parallel robot

This paper addresses the analysis of a novel parallel robot with 2 translational degrees of freedom (DOFs). The robot can position a rigid body in a plane with constant orientation. The kinematic structure of the robot is first described in detail. Some kinematic problems, such as the inverse and forward kinematics, velocity, and singularity are then analyzed. The working and assembly modes are discussed. Since it is the most important index to design a robot, the workspace of the robot is studied systematically in this paper. Based on the analysis of reachable workspace and singularity, a kind of workspace concept characterizing the region that the end-effector of the robot can reach in practice is defined. The results of this paper will be very useful for the design and application of the robot.     

Structure and kinematic analysis of a novel 2-DOF translational parallel robot

This paper addresses the analysis of a novel parallel robot with 2 translational degrees of freedom (DOFs). The robot can position a rigid body in a plane with constant orientation. The kinematic structure of the robot is first described in detail. Some kinematic problems, such as the inverse and forward kinematics, velocity, and singularity are then analyzed. The working and assembly modes are discussed. Since it is the most important index to design a robot, the workspace of the robot is studied systematically in this paper. Based on the analysis of reachable workspace and singularity, a kind of workspace concept characterizing the region that the end-effector of the robot can reach in practice is defined. The results of this paper will be very useful for the design and application of the robot.     

一种三自由度并联机构的运动学分析

以一种可实现一平动两转动的三自由度并联机构为研究对象,研究其位置正/逆解的解析解法,分别得到仅含一个未知量的12阶正解多项式方程和逆解的显示表达式.研究表明,在由正解方程得到的4个实数解中,存在4个符合约束条件的正解,对应2组镜象位形;逆解方程存在4个实数解,对应4种位形,从而得到该机构位置正/逆解的全部解答.     

三自由度欠约束柔索驱动并联机器人的轨迹规划

柔索驱动并联机器人是一种特殊的并联机器人,属于柔性机器人的一类,它的末端执行器是由柔索代替刚性杆驱动实现其位姿的变化。本文研究了一种三自由度欠约束柔索驱动并联机器人,采用矢量闭环原理建立该机器人的逆运动学方程;根据拉格朗日公式建立该机器人的动力学方程;给定机器人末端执行器的运动轨迹,采用五次多项式进行规划,得出规划前后X、Y和Z方向的位移、速度和加速度曲线,在速度突变的点处,规划后的速度和加速度曲线实现光滑过渡,避免机器人在运动过程中发生振动和冲击,使得机器人末端执行器的运动轨迹平滑;三根柔索长度和拉力的实验曲线与规划后的期望曲线基本吻合,相机追踪轨迹与五次多项式规划后的运动轨迹基本一致;数值仿真和实验结果验证了三自由度欠约束柔索驱动并联机器人的逆运动学和动力学分析的正确性,以及五次多项式规划的有效性。     

基于ANSYS的血流阻断装置结构设计分析

肝脏切除手术是治疗肝脏肿瘤的主要途径,但是术中出血问题一直影响着手术能否顺利进行,而腹腔镜手术中如何控制肝脏出血是一个长期的问题。结合临床实际应用,设计了一款腹腔镜肝门血流阻断装置,通过控制气囊的收缩来阻断血液的流动,实现在手术过程中控制血流的阻断与通畅,有效提高手术的效率。应用ANSYS软件采用四面体非结构网格对流体的通道进行网格划分,在2,4,6,8,10 m/s的流速下,对该装置气囊出口空气流动的方式进行了有限元分析,通过对比速度矢量图可以得到,在气体流速8 m/s的条件下,气体的分布最为平缓,内部气压分布较为均匀,能够最有效地提供气流。     

高精度智能温度控制仪微控制电路设计

本文介绍了一种水浴器精密温控制仪的设计方法。并对该控制仪的微处理器控制电路的电路原理,结构特点及软件设计方法进行了研究。     

肛瘘封堵器的材料设计与生物力学研究

针对肛瘘的手术治疗，设计一款可降解的肛瘘封堵器，主要利用高温熔融法制备不同分子量、不同基团的左旋聚乳酸试件，通过拉伸试验获得材料的应力–应变曲线，确定了封堵器的最佳制作材料。利用有限元仿真分析软件ABAQUS，系统地研究了封堵器在植入过程中的应力–应变分布以及径向支撑力等参数的变化。结果表明：分子量为110万、基团为酯封端的左旋聚乳酸弹性模量值最高；封堵器在封堵过程中受到的最大应力没有超过其许用应力（4.55 kPa），初始接触阶段应力仅集中在封堵器周围区域，并且距离接触中心越远，应力值越大；随着封堵器的不断侵入，接触应力以环形波的方式从接触中心向四周扩散；封堵器基本保持了初始形状，没有发生明显的挤压变形，在封堵过程中具有良好的封堵效果且不易被破坏。     

船用起重机减摇装置建模与试验

针对船用起重机在吊重摇摆的抑制问题,设计了一种船用起重机吊盘减摇装置。利用恒张力吊盘将吊绳的摆幅减小,从而减小吊重的摇摆。建立吊重在有无吊盘下的吊重的运动学方程,使用MATLAB/Simulink软件对运动学模型进行仿真分析。详细分析了在船舶不同的横摇角度下吊重的摇摆情况,并进行有无吊盘减摇装置的对比。结果表明,有吊盘的情况下,吊重的面内角可减小54%左右,面外角可减小59%左右,通过搭建试验平台进行试验,得到有吊盘时,吊重的面内角可减小60%左右,面外角可减小53%左右,验证了减摇装置的有效性。     

一种双足行走机构的构型设计与运动学分析

针对目前已有双足行走机构的不足,基于闭环形式运动链结构提出一种新型的双足行走机构,研究了该双足行走机构的构型设计并对机构的运动学进行了分析与仿真,为后续的理论研究与样机制作奠定了基础.     

Structural design, analysis and performance evaluation of a novel planar parallel robot： theory and experiment

The structural design, analysis and experimental verification of a novel planar parallel robot that includes parallelogram linkages are reported in this paper. A design methodology combining finite element analysis （FEA） and flexible dynamics is employed in the analysis. The appropriate natural frequencies of robot throughout workspaee are predicted, and the effects of payload, flexibility of joints, cross section and orientations of robot on the natural frequency are analyzed by simulation. Extensive structural vibration experiments with the completed manipulator confirm the predicted structural vibration characteristics throughout the workspace. The experiment also proves the robot＇s performance under a fuzzy self-tuning PI controller.     

用于温度补偿简易恒温器的设计

采用功率晶体管做为恒温器的加热器 ,制成的补偿简易恒温器 ,比采用 PCT陶瓷电阻制成的有许多优点     

基于dsPIC智能无功补偿装置的设计与实现

当前无功补偿装置将晶闸管开关、空气开关、控制单元和电容器等零散地分布在配电柜中。使用控制器控制多个电容器,若控制器出现故障,则整台装置将无法正常运行。为此,设计了一种基于dsPIC的智能无功补偿装置,给出装置硬件总体结构,以dsPIC6014A为主控制芯片对三相电压、电流进行采样,通过FFT法求出电力参数,依据无功功率对电容器的投切进行控制。给出dsPIC芯片原理,介绍了电网信息数据采集电路、过零点投切开关电路、晶闸管驱动电路和磁保持继电器驱动电路。给出装置的主程序流程图,将其和各硬件电路结合共同实现智能无功补偿装置的各个功能。实验结果表明,所设计的智能无功补偿装置补偿效果好,性能高。