基于Stewart机床的一种新结构

该文在分析目前虚拟轴机床研究和开发现状的基础上，提出一种新结构的虚拟轴机床，对其结构特点和性能进行论述，并对其工作空间，平台偏转角，精度和力特性问题作分析。应用达朗贝尔原理和虚位移原理，分析机床机构的动力学问题，并建立动力学方程；应用修改的Gauss-Seidel迭代法，考虑活动平台作水平圆周运动情况，解出了动力学方程的数值解，并绘制了机构的滑块仿真曲线。     

并联机器人动力学的子结构Kane方法

基于Kane方法,提出了一种适合建立并联机器人动力学方程的子结构Kane方法。该方法将并联机器人的各个杆件看作是独立的子结构,针对每个子结构建立各自的动力学方程,根据子结构之间的约束关系构成系统的约束动力学方程,最后运用正交补法或SVD奇异值分解法消去子结构之间的约束,形成系统的动力学表达式。以Stewart平台机械手为例,说明了该方法的建模过程。与Newton-Euler方法、Lagrange方法及传统的Kane方法相比,整个推导过程简单明了,最终构成的系统动力学方程非常简洁,计算效率高,适于并行计算。     

求解刚柔耦合系统动力学方程的迭代法

该文提出了一种求解刚柔耦合系统动力学方程的迭代法。该方法借了结构分析中的子结构法的基本思想，并将子结构间的协调条件做了扩充。通过子是的力传递使子结构发生联系，从而降低了耦合程度，得到了收敛的数值解，文中给出的一个简单系统的例了显示了该方法的可行性。     

轴/径向伸缩式成型鼓的拓扑分析与结构创新

轴/径向伸缩式成型鼓是一种适用于航空轮胎成型的空间伸缩机构,是一种多环耦合和多重过约束的空间复杂机构,因而其拓扑特性分析是机构学研究的难点问题之一.在系统分析其结构与工作原理的基础上,针对轴向与径向结构对称的特点,将机构拆分为若干子结构,运用反螺旋理论判定各子结构的过约束和公共约束,再逐一组合计算机构的自由度和产生的过约束,得出槽凸轮与小转臂间构成的高副结构使机构产生多重过约束的结论.在此基础上,分析并揭示出槽凸轮仅约束外瓦鼓肩做沿径向平面运动,研究了替代或保留槽凸轮约束功用时支链的施加位置;最后,通过建立支链结构约束螺旋系,构造了支链的可行结构形式,进而得到多种轴/径向伸缩式成型鼓的可行方案.因而为该类成型鼓的创新设计提供了一种新的思路,同时也为结构复杂、多环耦合及多重过约束空间机构的自由度分析提供了一种有效的方法.     

并联运动机床运动学和动力学分析与仿真

以4 XP XU YY U X型并联运动机床为例,采用影响系数法建立了运动学分析的数学模型,利用Lagrange方程求解出动力学模型,为其它理论分析奠定基础。同时以虚拟样机软件ADAMS为工具,建立了并联机床的仿真模型,并对并联机床进行了动力学分析,获得了并联运动机床的动态特性,从而完善并优化了并联运动机床的系统设计。     

并联机床支链刚度及载荷的确定方法

给出了并联机床各支链等效的非线性刚度及栽荷的确定方法。首先建立了考虑关节接触变形的并联机床数值分析模型，然后将实验获得的并联机床末端变形数据引入分析模型中，得到一组关于并联机床支链等效刚度的非线性方程组，并提出了非线性刚度矩阵的线性化求解方法。求得并联机床的支链刚度及栽荷后，将支链视为串联机构，可以进一步获得支链上各关节的刚度和栽荷，为并联机床整机的静态和动态性能分析奠定基础。实例计算结果表明了该方法的有效性。     

新型4自由度并联机构的动力学建模与分析

对虚拟轴工作台并联机构做了静力分析和动力分析.采用分析静力学的虚位移原理建立静力平衡方程,并用该方程计算了机构处于某种静力平衡状态下的平衡驱动力及力矩.采用影响系数矩阵及应用达朗贝尔原理建立了机构的动力学模型,并对并联机器人做了虚拟样机动力学仿真.机构的力分析为虚拟轴工作台样机的主动副驱动力设计提供了参考.     

基于子结构技术的并联装备动力学分析

考虑并联装备动力学系统机构结构耦合、时变、非线性的特点，基于模态综合的思想，提出构造其弹性动力学模型的自由界面子结构法.该方法手续简便，效率高，便于对结构参数进行动力学优化，从而为该类复杂时变系统的动刚度预估和动态设计奠定了重要的理论基础. 利用所建模型对一类外副驱动的并联机床进行动力学研究，所得结论已用于样机开发.     

基于ADAMS的3-TPS混联机床运动学和动力学仿真

针对3-TPS混联机床的电机参数选择和机构设计问题,在SolidWorks软件中建立混联机床的三维实体模型,然后把该装配体模型导入到ADAMS/View里,形成了具有多体动力学的虚拟样机仿真模型.通过对该机床进行运动学和动力学分析,仿真得出各主动杆件的速度和驱动力曲线.以空间搜索的方法,找出各主动杆件的最大速度和最大驱动力,从而获得了3-TPS混联机床的运动和动力特性,为机床的电机选择和机构以及控制系统的设计提供了重要参考依据.     

一种复杂机电系统的全局建模方法

根据复杂机电动力学系统的特点,提出了一种约束函数递推组集法的复杂机电系统全局建模方法.首先,根据复杂机电系统的拓扑结构和约旦变分原理,建立机械系统的单体动力学模型,应用递推组集技术建立树形复杂机电系统的动力学模型;其次,建立非树形复杂机械系统约束函数,解除非树形系统约束,利用树形系统的建模方法建立非树形系统的动力学模型;最后,建立机电耦合约束函数,利用约束函数与机电系统方程解约,建立复杂机电系统的全局模型.     

并联机床工作空间求解方法研究

以一种3-TPT并联机床为例,对并联机床工作空间的两种求解方法进行了分析.首先通过求解并联机床的运动学逆解方程,利用工作空间的解析法求解出其工作空间,然后提出了一种利用虚拟样机技术对其进行工作空间求解的方法.这种方法思路清晰,方法简便,适用范围广,只需要建立并联机床的虚拟样机模型,给出约束条件,即可直观地求得其工作空间,无需复杂的推导过程.通过对两种方法的对比,指出了虚拟样机是一种更为直观、简单、实用的求解方法.     

基于PMAC的虚拟轴机床数控系统

数控机床可以完成各种复杂形曲面的零件加工.研究了用于固体火箭发动机复杂形药柱整形的虚拟轴机床数控系统,介绍了三杆四自由度虚拟轴机床数控系统的控制原理、硬件组成及软件结构.数控系统以"PC PMAC"为硬件平台、以Windows操作系统为软件平台,构建虚拟轴机床的开放式数控系统,充分利用PMAC的多轴联动控制和快速实时通讯能力以及PC机丰富的软件资源和高效的数据处理能力,实现了虚拟轴机床的人机交互、位置伺服控制和全闭环控制等功能.     

6PM2六轴混联镗铣床数控加工程序的处理

为解决6PM2型六轴混联镗铣床的数控加工编程问题,借助于现有成熟的五坐标编程方法和控制技术,将加工程序中对应于各虚轴的驱动量经过虚实映射变换、插补运算和速度处理,转化为混联机床各实轴的驱动量用于控制刀具的运动,最终实现了在六轴混联镗铣床上的数控加工。实验结果表明该方法可行且有效。     

虚轴机床磁力研磨刀具轨迹点的空间插补

基于东北大学研制的三杆五坐标并联虚轴机床的双摆动刀具结构 ,建立数学模型 ,对磁力研磨的刀具轨迹点的空间直线插补、圆弧插补进行了研究 ,推导出插补点的计算公式·采用了一种新的圆弧分类方法 ,对不同种类的圆弧建立不同形式的辅助坐标系 ,通过坐标变换将原坐标系中圆弧插补转换为辅助坐标系中圆弧插补 ,利用辅助坐标系的不同设置及改变步长的正负号处理了圆弧过象限情况 ,解决了圆弧插补问题 ,达到了虚轴机床对自由曲面模具表面的磁力研磨的目的     

滑动伸缩机翼刚柔耦合动力学分析

本文针对滑动伸缩机翼的变体重构原理,利用齿轮齿条机构实现机翼横向伸缩功能、利用纵置液压传动机构实现机翼纵向滑动功能,建立了基于Patran/Nastran和ADAMS的用于机翼滑动伸缩变体的横向、纵向二维传动机构刚柔耦合体虚拟样机模型,并对其进行仿真分析,从变体运动的速度、变体过程的振动情况、纵向滑块和滑槽之间摩擦力、横向齿轮齿条之间摩擦力以及横纵向驱动功率方面对机构进行分析。经仿真分析证明所设计的齿轮齿条及液压传动机构可作为滑动伸缩机翼飞机的变形机构方案。     

带中心刚体的旋转柔性件有限段建模

针对具有中心刚休带有柔性梁附件的刚柔耦合系统,介绍了基于Kane动力学方程的多体动力学理论,并应用有限段建模方法以过类刚柔耦合系统建立了动力学方程,体现了梁类附件的柔性效应,反映了系统内部耦合产生的非线性特征,并呈现大范围运动所产生的动力刚化现象,分析表明,所研究的建模方法比较完整,真实地反映了此类系统在大范围运动古的动力学特性,并具有较高的精度。     

协同设计动约束求解策略

将协同思想应用到产品开发过程中,由多功能小组共同参与,对设计任务进行有效的任务关联和分解,分析产品的信息流确定子任务之间的关系,通过约束网络图描述各子设计任务间的联系,为了对耦合关系的设计任务进行有效求解,提出了一种基于动约束的约束求解策略,并对协同设计过程中的约束进行有效的管理。     

3-PRS型并联机床的配重平衡法

针对3-PRS型并联机床由于运动部件质量较大,要3个驱动电机输出较大的驱动力来克服运动部件的自重,需要动态平衡的问题,提出利用配重法,通过在三条支链上配置滑轮平衡机构,在动静平台之间配置平行机构来实现空间平衡.通过理论推导和实例计算得出:在每条支链上添加的两个配重的质量分别为31.09 kg和57.69 kg,平衡动平台所需的配重质量为157.36 kg.经仿真验证表明,平衡后驱动杆的最大输出力约为10 N,远远小于平衡前的驱动输出力1 100 N,平衡效果很好.