基于激光跟踪仪的Delta并联机构运动学误差标定

以Delta并联机构为研究对象,建立了Delta并联机构的运动学误差模型,对影响其末端精度的几何误差源进行了分析,并指出这些几何误差源可简化为18项.以激光跟踪仪作为测量工具,提出一种步进迭代的误差参数辨识方法,该方法利用Delta并联机构操作空间与关节空间之间的映射关系,通过优化多个检测点相互之间的理论距离与实际距离的残差,计算出Delta并联机构的各项几何误差参数,进而修正Delta并联机构的运动学模型,标定后机构末端精度由1.0,mm数量级提高至0.1,mm数量级,实验结果表明了文中所述方法的有效性和普遍性.     

基于参数化设计的一种新型锻造操作机机构尺度优化

为了实现一种新型锻造操作机主运动机构的尺度优化,首先求解了该锻造操作机机构的位置及静力学反解。提出了一种采用ADAMS软件的几何线条建立该新型锻造操作机参数化模型的新方法,这种方法建模简单快捷,添加运动副方便,易于实现参数化。定义了升降缸驱动力效率和俯仰缸驱动力效率,然后基于升降缸驱动力效率及所需行程指标对升降驱动机构进行了尺度优化,以俯仰缸驱动力效率及所需行程为优化目标对俯仰驱动机构进行了尺度优化。最后基于解耦性指标对缓冲机构进行了尺度优化,结果使钳杆升降过程中其水平位移接近为零,极大地简化了锻造加工控制过程。     

典型柔顺常力模块结构参数评估与有限元优化

为解决柔顺常力机构常力范围不足的问题，基于有限元方法分析结构参数对常力输出特性的影响，提出适应正负刚度组合常力机构的优化方法.首先，以一种Z型梁与双稳态梁并联的常力机构作为研究对象，通过对两种梁的力-位移特性进行分析，获得与机构常力特性相关的结构参数.然后，利用Workbench仿真，对比理论分析结果，得出未优化机构实现常力的输入位移区间为[1.2, 2.5] mm,常力为18 N;并利用Matlab仿真，评估两种梁的主要结构参数对常力特性的影响.最终，运用有限元优化法求取结构参数组合的最优解，得出优化后机构实现常力的输入位移区间为[2.0, 4.5] mm,常力为68.5 N.优化结果证明了该方法的有效性及可行性.     

并联三自由度机器人参数优化与运动仿真

采用无量纲参数方法,将三自由度并联机器人的几何参数无量纲化,对机器人机构的运动学进行了反解计算。在此基础上,采用搜索法对机器人机构的几何参数进行优化选择。应用MATLAB软件编程计算得出该机器人机构在不同位姿下各铰链的输入,并绘制出了并联三自由度机器人的运动仿真图。     

棉花异性纤维分拣机器人总体结构的优化设计

针对棉花分拣的具体情况,依据机器人的机构选型原则,对棉花分拣机器人进行了机构选型设计,提出了一种具有整体升降和小臂伸缩功能的五自由度串联关节型棉花分拣机械手.基于棉花的分布空间,利用几何法对机械手末端轨迹进行模拟,得出机械手工作空间主剖面的面积组成,由此确定了机器人机构参数的取值范围,并建立优化模型,得到了机器人机构参数的优化解.     

基于可靠性的柔顺微夹持机构几何非线性拓扑优化

为减少因制造过程中的不确定性因素而导致的机构性能下降现象,文中给出了一种基于可靠性的柔顺机构几何非线性拓扑优化设计方法.首先,建立增量形式的平衡方程,采用Total-Lagrange描述方法和Newton-Raphson载荷增量求解技术获得几何非线性的结构响应.其次,考虑几何尺寸及作用荷载大小的不确定性,建立柔顺机构多目标拓扑优化数学模型.目标函数以平均柔度最小和几何增益最大来满足机构的刚度和柔度需求;可靠度的概率约束采用一次可靠度方法计算;目标函数灵敏度分析采用伴随求解技术;拓扑优化采用固体各向同性材料插值方法,并用移动渐近方法进行迭代求解.最后,以柔顺微夹钳的可靠性拓扑优化为例进行研究,发现基于可靠性的拓扑优化所得机构比确定性拓扑优化所得机构更合理,说明文中所提方法是正确和有效的.     

基于UG二次开发的参数化建模方法在优化设计中的应用

 在涉及几何模型优化的工程设计问题中,目前常用的两种参数化建模方法在流程自动化或处理复杂外形的模型时存在不足。本文根据含有几何建模环节的优化任务的特点和要求,提出了一种基于UG二次开发的参数化建模方法。采用UG/Open API的外部模式结合MFC开发了模型更新程序。程序利用外界的输入参数更改模板文件中的表达式,进而更新模板产生新的几何模型,并对外输出必要的几何特征参数。该程序可以脱离UG环境独立运行,能够方便地被第三方优化平台所集成。在优化任务中,该程序作为一个黑盒参与分析过程,以设计参数作为输入,几何模型和几何特征参数作为输出。实例检验结果表明,该方法和模型更新程序用于工程优化设计具有可行性和有效性,通过进一步开发,它还可以作为一个参数化建模模块用于CAE系统或多学科设计优化体系。     

3-(P)US/PU 3自由度并联机构运动学优化设计

研究了一种带恰约束从动支链的3自由度并联机构的运动学优化设计.该机构采用3-PUS/PU拓扑结构,可实现一维平移和两维转动自由度.在构造出该机构全速度雅可比矩阵的基础上,以支链误差传递率为性能指标,在考虑必要机械约束的基础上,采用遗传算法实现了该机构的尺度参数优化设计,并给出相应算例.由实例可知,经优化得出的尺度参数合理.此优化方法同样适用于其他类似并联机构的运动学设计.     

平面机构的力系统综合及计算机辅助设计

运用机械动力学理论 ,对平面机构的力系统综合———结构选型与尺寸参数优化进行了研究 ,并设计了一种计算机辅助设计方法 .实践证明 ,此方法不仅大大简化了力系统结构选型与参数优化工作 ,同时也使所设计的力系统更好地满足实际情况的要求 .     

稳定高精度的双目立体视觉测量系统标定方法

为了提高和稳定双目立体视觉结构光测量系统的精度,提出一种简单有效的标定流程及基于极线几何约束优化双目立体视觉结构光测量系统外部参数的方法.采用平面板标定理论分别标定左右摄像机的内部参数,将标定的内参数作为双目标定的内参数在多视角下标定双目测量系统的外部参数.利用极线几何约束,通过最小化多视角下同一对应点的极线误差,优化计算双目测量系统的外部参数.实验结果表明,该方法计算得到的双目测量系统参数使得测量系统在整个测量空间体积内的测量精度高且稳定,在双目立体视觉测量系统的工业化检测应用中具有重要的意义.     

自由活塞斯特林发电机的动力学特性研究

将自由活塞斯特林发动机与直线发电机耦合,构成自由活塞斯特林发电机.分析了该发电机的系统结构和运行机理,建立了自由活塞斯特林发电机的质量-弹簧-阻尼系统模型.利用力多边形方法对自由活塞斯特林发电机的动力活塞和配气活塞进行了动力学分析,在力多边形图上可以直观地看出自由活塞斯特林发电机的受力情况以及位移或压力相位角之间的关系,并利用示功三角形表征了压缩功和膨胀功.此外,还对直线发电机的输出特性进行了研究,推导了输出功率的计算公式.研究表明,通过调节负载参数,可以控制自由活塞斯特林发电机的输出功率.     

二热源热机的统一描述

应用有限时间热力学理论,对一类二热源热机作了统一的描述,导出以理想气体为工质的二热源热机的输出功率与效率间的优化关系,并讨论了回热损失和回热时间对输出功率和效率的影响．所得结果具有普遍意义,可为斯特林热机、埃里克森热机等一类二热源机的优化设计和最佳工作参数的选择提供些新理论指导     

磁斯特林制冷机的生态学优化性能

研究存在热阻和回热损失的磁斯特林制冷机的生态学优化性能，得到一些新的性能参数，可为磁斯特林制冷机的研制和优化设计提供些新理论指导．     

斯特林制冷机的最小附加功率

讨论含有热阻和回热损失的不可逆斯特林制冷机的能量损失．导出制冷机在给定制冷率下的最小附加功率，并作些讨论．所得结论可为斯特林制冷机的优化设计和最佳工况的选择提供新理论依据．     

非线性传热情况下斯特林热机的有限时间热力学分析

本文导出斯特林热机工作于非线性传热情况下,最佳功率N与效率η之间的关系。     

一般传热规律下斯特林制冷机R-ε的优化关系

建立一类接近实际的不可逆斯特林制冷机模型，研究了在一般传热规律下，斯特林制冷机的优化性能，导出了制冷机制冷率与制冷系数间的优化关系，并讨论了热阻、热漏和回热损失对制冷机性能的影响，从而为斯特林制冷机的优化设计提供新的理论参考．     

混合热阻条件下不可逆斯特林制冷机的基本优化关系

该文研究了混合热阻条件下不可逆斯特林制冷机的性能界限,导出了制冷机的制冷系数与制冷率间的优化关系,并作了些有意义的讨论,从而为斯特林制冷机的优化设计和最佳工况的选择提供些理论指导     

一类不可逆斯特林制冷机的优化性能

应用有限时间热力学理论研究混合热阻、回热损失、回热时间对斯特林制冷机性能的影响,导出了该制冷机制冷率与制冷系数之间的优化关系式,并对一些极限情况作了讨论,其中一些结论与相关的文献所给出的结果相一致,所得结论能更全面地反映制冷机的观测性能,从而可为斯特林制冷机的优化设计和最佳工况的选择提供新的理论。     

固体氧化物燃料电池-温差热电混合系统的性能优化

本文建立了一类不可逆固体氧化物燃料电池(SOFC)与半导体温差热电发电器(TEG)的混合发电系统模型,基于非平衡态热力学理论,导出混合系统一些重要性能参数诸如输出功率、效率和最小电流密度等的一般表达式,分析系统的性能特性和优化性能,给出系统在最大输出功率或最大效率时的优化条件,确定系统一些重要性能参数的优化工作区域,详细讨论系统的一些主要不可逆性对系统优化性能的影响,得到一些有意义的新结论.所得结果可为实际混合发电系统的设计和优化运行提供理论依据.     

一维斯特林发动机的数值模型

以斯特林发动机为模拟对象,将斯特林发动机分为7个单独的部件,采用节点分析法,数值模拟了NASA12.5 kW的斯特林发动机内部的交变流动和换热过程,得出其内部压力、温度、速度、功率和效率等参数的动态变化规律.在设计工况下,模拟结果与现有的测试结果进行了比较,两者结果符合.该数学模型为斯特林发动机的优化设计和运行提供一个有用的工具.