行波型三自由度超声波球电机的静力学问题

多自由度超声波球电机适用于机器人的肩腕关节驱动.文中分析了三自由度超声波球电机的原理和结构,指出其存在的基本问题;建立了三自由度超声波球电机的坐标变换关系,通过转子受力的力平衡方程,给出转子球心的位移和定转子接触面转子形变量及其力分布的关系式,以此为基础讨论了这种电机的基本关系.     

永磁转子偏转式三自由度电机热特性分析

针对新型永磁转子偏转式三自由度电机实用化设计中的热安全性及热稳定性问题,对该电机进行了发热特性分析。利用有限元分析软件对该新型电机在额定及过载大电流工作情况下的生热情况进行温度场仿真计算,得出电机在不同工作状态下的温度分布云图。研究结果验证了该新型电机结构设计的合理性,为该类电机结构的优化及性能指标的提升提供了借鉴和参考。     

永磁三自由度电机的运动学分析与动力学联合仿真

为了解决三维空间中多自由度电机传动精度较低、运动控制较差等问题,在刚性体机械系统下,基于复杂机械系统强耦合、非线性的特点,设计了一种可联动控制的三自由度电机。采用电机自转运动控制策略,分析了电机自转运行时的应力分布和形变程度,建立了混合驱动式电机的动力学模型,施加3个轴向转矩作为驱动力,规划了电机基于混合驱动式的三自由度运动,搭建并设计了机控一体化电机的动力学联合仿真接口。结果表明:通过激活有效阶模态,对刚柔耦合系统下的电机结构进行优化,可得到较小的偏心位移;多自由度电机的智能控制方案可自由设计被控对象的参数变化,降低了扰动的灵敏性,使控制系统具有较好的鲁棒性。结合三自由度电机的动力学数学模型来搭建基于滑模控制系统的联合仿真平台,可实现电机3个轴向角速度的轨迹跟踪,且在整个动力学联合仿真时段内均可实现跟踪效果,为后续实物样机的制造和测试提供了理论依据。     

三自由度电机及其解耦控制理论

本文建立了三自由度电机的电磁模型和力学模型,据此提出了三自由度电机的解耦控制理论.文中给出的仿真与实验结果表明,以上述理论为指导研制的三自由度电机伺服系统实现了无约束的三自由度运动.     

基于SAW传感器的球形电机位置检测方法的研究

球形电机能实现在空间多自由度的运动,具有相对优良的性能。球形电机转子的位置检测在电机控制系统中具有重要作用,也是球形电机在今后研究的重点方向和难点问题。在研究过程中立足于球形电机结构机理,对球形电机的位置检测进行大量研究,将永磁球形步进电动机作为研究对象,提出了一种基于无源无线SAW传感器的新型球形电机位置检测方法。     

三自由度并联机器人平台

此并联运动平台能够作为模拟样机．可帮助有平衡功能障碍的患者提供平衡能力恢复性训练：可用于航天、航海人员的平衡能力的训练：也可用于船舶及航天、航空仪表台的姿态控制平台。同时，还可用于肢体具有运动障碍的患者的康复训练。如踝关节和腕关节的训练。机器人采用工控机控制。使用者可根据实际要求选择适合的倾斜范围和频率。     

基于三自由度直升机的远程实验系统设计

为了将三自由度直升机应用到实验教学中去,设计了一个基于Internet的网络实验平台. 该平台采用Browser/Server结构,Web服务器通过调用本地服务器的Web Service程序,通过Matlab/Simulink Real-Time Workshop工具箱对直升机进行实时控制. 实现了在校园网中任何一台计算机上远程登录进行实验,每个用户可以学习三自由度直升机的系统建模,验证非线性系统控制特性,并可将自己的创新控制算法上传到系统,验证控制算法的控制效果.     

三自由度上肢康复外骨骼结构设计与仿真

针对目前康复外骨骼存在结构设计复杂、价格高昂等不足,设计了一种结构简单、价格低廉、可批量定制的新型三自由度上肢康复外骨骼;首先,根据脑卒中患者的康复功能需求分析,设计了一款便携性上肢康复外骨骼,并与国内外主流康复外骨骼的价格进行了对比;其次,基于Denavit-Hartenberg(D-H)参数法建立了连杆坐标系,推导了运动学方程并给出了验证;然后,采用蒙特卡洛法对末端位姿工作空间进行求解,利用仿真软件绘制了工作空间点云图;最后,利用ADAMS对康复外骨骼进行了运动学仿真实验,验证了运动学分析的可靠性。结果表明,上肢康复外骨骼结构设计合理,能够满足上肢运动功能障碍患者的主动康复训练要求。     

水压人工肌肉三自由度关节试验系统设计

根据人体肩关节的运动机理,设计了串并联混合式三自由度水压人工肌肉机械关节.参照人体肩关节输出力矩范围,设计了机械关节输出转矩,计算确定与机械关节相匹配的水压人工肌肉参数.根据水压人工肌肉在不同工作压力下的力位移特性,分析关节的转角转矩关系.设计并搭建了三自由度关节试验系统,该系统在承受一定力矩的情况下可实现三自由度回转运动,为深入研究水下作业机械手的运动控制、操纵性能提供了条件.     

非接触式浮体六自由度检测系统研究

阐述了利用计算机视觉技术和DSP数据处理技术,采用双CCD全方位、全行程精确测量浮体在风、浪、流、潮作用下六分量参数的方法．介绍了系统的组成和工作原理,并给出了图像处理、三维重构、六分量计算的基本方法．实测证明,该测量系统模型简单、三维重构速度快,能满足浮体测量使用要求．     

基于双球坐标系的偏心球形电容器电容的计算

在双球坐标系下采用分离变量的方法经推导严格求解了偏心球形电容器的电容,得到了它的级数解, 并通过编制程序计算获得了偏心球形电容器的电容大小与偏心率之间的数值关系,并指出了某些文献中的 不当之处。     

基于双球坐标系的偏心球形电容器电容的计算

在双球坐标系下采用分离变量的方法经推导严格求解了偏心球形电容器的电容，得到了它的级数解，并通过编制程序计算获得了偏心球形电容器的电容大小与偏心率之间的数值关系，并指出了某些文献中的不当之处。     

平面3自由度并联机构奇异位形研究

目的由引起机构部分构件运动的几何条件分析不同分支间引起的奇异位形。方法定义了构件之间相对运动的运动螺旋,分析了机构可以实现的运动自由度的个数及形式,以单个分支上的运动螺旋线性相关性判别奇异位形,得到奇异位形的几何意义。对于不同分支引起的奇异位形,假设将所有主动构件固定,由引起机构部分构件运动的几何条件来描述奇异位形的物理特征。结果得到了2类奇异位形在工作空间的分布特征。结论机构所有关节运动螺旋的反螺旋系代表了机构的公共约束,给出了发生各类奇异的判别准则。     

新型永磁转子偏转式三自由度电机磁场特性分析

在简述永磁转子偏转式三自由度电机的工作原理和优越性能的基础上,针对该新型永磁多自由度电机的结构提出了气隙磁场的计算方案,建立了球坐标下标量磁位和气隙磁通密度的计算公式。同时基于三维有限元软件,建立起转子磁场模型并进行仿真计算,给出了不同充磁模式下的磁通密度分布情况,与解析计算结果进行了对比验证。理论分析和计算结果表明了所设计结构的有效性,转子易于实现三自由度偏转运动,其结果可为进一步的研究和实验设计提供借鉴和参考。     

基于相似变换的城市坐标系统转换研究

结合福州城市坐标系统转换的实际问题,探讨适合城市地方平面坐标系到1980西安坐标系的坐标转换模型,推导给出了最小二乘法求解参数公式,并对求解的转换参数进行验算和精度评估.设计开发了组件式坐标转换软件.     

构建球面砂轮磨削立铣刀前刀面的游动坐标系

根据球面砂轮磨削立铣刀前刀面的特点和法前角的定义,提出一种基于刀具设计法前角和刀刃曲线的游动坐标系的构建方法,以主动控制被磨削刀具的法前角,并推导出为确保刀具设计法前角而在刀位计算中应遵循的前提条件,避免了以Frenet标架为游动坐标系时必需的迭代运算,使刀位计箅得到简化.最后,以典型的圆锥球头立铣刀前刀面的磨削加工为例,利用以 AutoCAD2006为平台开发的仿真加工模块,验证了所构建的游动坐标系的有效性.     

极坐标式数控机床的运动控制研究

分析了极坐标式数控机床的特点,总结了适应极坐标数控机床的加工的两种加工代码的构成形式.在此基础之上,开发了凸轮磨床数控系统,实现了C轴和X轴的联动控制,验证了PC机与运动控制器相结合实现极坐标式数控机床的运动控制的方案.     

磁悬浮球体磁阻电机的三维磁场分析

磁悬浮球体磁阻电机的磁场分析计算是比较复杂的问题,因为其定、转子结构和磁场分布呈现三维性.通过三维磁场数值计算,对磁悬浮球体磁阻电机的磁分布进行分析,绘制出电机定子在不同电流下定子凸极与转子凸极不同位置的磁通密度分布曲线.