基于含等效球铰的3-RPS自调平升降机静力学研究

为了解决折叠臂升降机在坡度稍大路面上难以正常工作的问题,通过并联机构和串联机构的组合,并考虑球副转角范围的要求,提出了基于含等效球铰的3-RPS并联机构自调平升降机设计方案;为了能正确分析该结构强度和刚度,通过建立动平台与支链、折叠臂之间的静力平衡方程和静力雅克比矩阵,推导出了升降机的完整静力学模型,并着重研究了其中含等效球铰的3-RPS并联机构静力学模型,通过算例1对比传统3-RPS并联机构的静力学模型验证了含等效球铰的3-RPS并联机构静力学模型的正确性,通过算例2确定了油缸径向力的影响因素并得到了减小径向力的解决方法;该研究为含等效球铰的其他并联机构静力学研究提供了理论基础。     

曲柄滑块机构间隙副反力的静态间隙杆简化算法

在含间隙运动副机构的性能评估、寿命预测等问题中,如何高效、准确地求解间隙副反力一直是一个亟待解决的问题.文中提出了一种求解含间隙曲柄滑块机构副反力的独立、高效的静态间隙杆算法.不同于Li提出的基于理想副反力的简化算法,静态间隙杆简化算法仅基于间隙副模型,脱离了理想副反力的求解,通过在间隙副模型中对间隙杆进行静态初始化,简化求得间隙副反力角,从而反代得到实际间隙副反力.该算法在间隙副反力计算上具有很好的精确度,且由于省略了求解理想副反力的过程,其效率远高于Li的简化求解算法,最后文中通过一个算例说明了静态间隙杆算法的可行性和高效性.      

一种3-RPS并联平台机构偏转能力的分析

基于3-RPS并联机构的位置反解,在考虑杆长、运动副转角及杆间干涉等约束的情况下,利用搜索法求得了机构动平台相对于定平台运动的姿态工作空间(即偏转能力),研究了动平台姿态工作空间与垂直于定平台的Z向移动位置空间的关系,并分析了机构主要结构参数对动平台偏转能力的影响.     

平面机构动力平衡最优化计算的一种数学模型

本文论述了机构震动力、震动力矩、平衡力矩与固定支承运动副反力之间的关系,得出了可用固定支承运动副反力极小化计算代替震动力和震动力矩的平衡计算的结论。文中提出了机构动力平衡约束最优化的一种数学模型;引用机构动态静力分析的矩阵法建立了运动副反力、平衡力矩与平衡质量参数间的关系式,简化了上述数学模型所需计算公式的推导过程。     

n(3-RPS)混联机构静力学和刚度模型

建立了一种混联机构n(3-RPS)的静力学和刚度模型。首先,基于这类机构运动特性分析了n(3-RPS)机构的速度传递关系。其次,基于虚功原理建立了n(3-RPS)机构的静力学模型。最后,建立了n(3-RPS)机构的刚度模型,求取了n(3-RPS)机构的变形。为验证机构刚度和变形模型的正确性,建立了2(3-RPS)机构和3(3-RPS)机构的有限元分析模型并进行仿真,研究结果表明计算结果和有限元仿真结果基本一致。本文中建立n(3-RPS)机构刚度的方法也适合其它混联机构。     

刚柔混合三腿六维力传感器测力性能分析

研究了一种新型的三腿六维力传感器的测力性能,基于3-RPS(转动副-移动副-球副)并联机构研制传感器样机,建立了该样机的静力模型,得到了施加在传感器上的外力与传感器本身6个单维力传感器的映射关系;对新型传感器进行了静态标定实验,根据实验结果分析传感器的测力性能,得到三腿六维力传感器的测力性能评价指标,为该传感器的优化及应用提供了参考依据和基础。     

基于一种半开式滑槽球副的3-PSP并联平台设计

提出在并联机构中应用一种1移动3转动半开式滑槽球副结构,该运动副将1个移动副和1个球副集成为一个复合的运动副,可以缩短并联机构中支链的尺寸链,有助于提高并联机构精度.基于半开式滑槽球副设计了一种3自由度(3-DOF)PSP三轴并联平台,通过对此机构进行的运动分析和支链的精度分析,导出各个支链的逆解方程,同时根据影响支链运动精度的各个因素给出支链系统误差的线性补偿方程,证明此并联机构具有易于控制、运动精度高的优势.     

3-RPS卡当机构计算机仿真分析

对新型3-RPS卡当机构的位姿正反解进行建模,并用计算机仿真的方法,对3-RPS卡当机构进行研究.开发了基于O penGL和M atlab的三维机构运动仿真软件,实现了机构的参数化设计、正反解位姿显示、轨迹规划数据的生成,并对各种运动形态进行了仿真.     

基于运动副变胞实现的变胞机构构型综合

变胞机构具有可变拓扑结构的特点,其构型综合的难度很大.文中通过分析变胞运动副的约束变化特征和结构实现方式,提出一种变胞机构构型综合方法.采用约束函数的算术运算描述运动副在增加、消除和改变类型共3类变胞过程中的约束变化特征;通过归纳设计常见运动副变胞的结构形式,构建变胞运动副结构设计目录;以此为基础,结合形态学矩阵法构造变胞源机构,通过求解变胞运动副的约束变化特征,选择变胞运动副结构,综合变胞机构构型.示例表明,文中方法不仅能综合出多种满足功能需求的变胞机构构型,还能改进机构结构与性能.     

单环空间机构运动和动力分析的影响系数法

本文将影响系数法应用于-自由度单环空间机构的运动和动力分析.文中导出任意构件的速度和加速度计算公式,提出分等效力和分等效力矩的概念,求出与机架相连运动副的约束反力.这些公式都是简单的显表达式,并且适用于主动件是连杆的所有一自由度单环空间机构.最后以具有三平行轴的RRRR-R-RR七杆空间机构为例作了数字分析.     

基于滚动时域控制的轨道交通车站单站限流策略研究

针对部分高负载节点车站存在站台拥挤的问题,建立数学模型优化乘客的平均等待时间,制定相应限流策略。以乘客在车站各处的等待时间最小为优化目标,进站口单位时间的限流人数作为决策变量,通过乘客在车站中不同位置的行为特征,制定站台容量、列车容量、限流区域3个约束条件,同时设计了基于滚动时域控制的算法进行模拟计算。结果表明,该算法较于一般的限流策略,在超限次数和超限人数上都有较大优势,能够在保证站台安全性的前提下,在繁忙时期有效减少超限次数,站台超限人数降低9%,并将乘客出行的总延误时间降低11%。该研究可为城市轨道交通限流提供有效参考。     

炮塔拆装台架变径设计与目标交互优化

为解决现役各种自行火炮炮塔拆装台架通用性差、种类冗杂的问题,通过分析其尺寸需求,设计了一种变径炮塔拆装台架,为实现拆装台架的轻量化设计并提高台架刚强度,提出了拓扑优化和尺寸优化相结合的目标交互优化设计方法.首先,以台架最易发生破坏的托盘质量最小为优化目标,最大许用位移、许用应力为约束条件,单元密度为设计变量,对托盘进行拓扑优化;然后,对拓扑优化结果进行规整,以提高刚强度为优化目标,质量不增加为约束条件,重要尺寸参数为设计变量,对托盘进行尺寸优化.结果表明,优化后托盘质量由1 421 kg减为1 032 kg,结构刚强度均有较大幅度提高,并通过工装试验验证了优化结果的有效性.      

A leveling mechanism for the platform based on booms-constraint control of aerial vehicle

In order to achieve an automatic leveling function for work platforms of aerial vehicles with mixed-booms ( MAV) in full elevating domain, an auto-leveling mechanism for the platform is pro-posed based on a control method of booms-constraint, where mixed-boom structures and elevating characteristics are considered.Three models of constraint strategies include non-constraint model, elevating constraint model and lowering constraint model, which is designed to meet the leveling re-quirements in full working extent.Through the hydro-mechatronic unified modeling, a virtual proto-type model is set up based on the auto-leveling mechanism, and leveling performances of the plat-form are studied during booms elevating to the maximum working height and extent.Simulation re-sults show that the control method of booms-constraint can realize auto-leveling of the platform under two typical working conditions, meanwhile a leveling deviation appears at the constrained point, but the platform inclination is adjusted in the permissible range.The control method does not only re-strict booms' freedom elevating to a certain extent, but also impacts the booms extending to the max-imum working range.Experimental results verify that the auto-leveling mechanism based on booms-constraint control is valid and rational, which provides an effective technology approach for develop-ment of the platform leveling of MAV.     

平面广义Stewart平台位置正解求解策略及仿真

与六自由度并联机构相比,三自由度并联机构结构简单、易于控制、制造成本低,发展前景广阔。并联机构位置正解研究可为机构的设计提供必要的依据,然而到目前为止,Stewart平台位置正解的求解问题还未彻底解决。采用基于图论的自由度分析法和基于吴消元法的符号计算方法,研究了平面广义Stewart平台的位置正解求解策略。先将平面广义Stewart平台的位置正解问题转化为约束图,再对约束图进行完整约束完备化,生成构造序列,降低同时求解的方程组规模,并用吴消元法求得方程组对应的闭形解。最后对平面广义Stewart平台位置正解进行了基于MapleSim软件的仿真,用实例验证了方法的有效性。     

海洋石油钻采平台桩腿的模糊动力响应分析

应用模糊数学理论,对海洋石油钻采平台构件在动力作用下的模糊性进行了论述,分析了海底地基对海洋石油钻采平台桩腿的模糊约束效应,研究了在模糊海浪载荷作用下,具有模糊约束效应的桩腿的模糊动力响应,给出了桩腿的模糊动力响应谱,并提供了在一定置信度水平下平台的桩腿可能出现的最大位移谱。这对进一步分析海洋石油钻采平台主要构件的疲劳可靠性,将是十分重要的。     

一种铺设算法在MSC.Patran平台上的实现

本文介绍了一种铺设算法的原理及其在MSC.Patran平台上的实现。本算法的原理基于前人的理论研究,并引入一些新的规则。相比较原有的算法,新的算法更适用于在细带状的二维区域上自动生成有限元网格,并允许设置约束条件。笔者在MSC.Patran平台上初步实现了本算法,并将其用以船体构件有限元网格的自动生成,得到较好的效果。     

五自由度虚拟轴机床刚—柔耦合动力学模型

针对一种用于研磨自由曲面的新型虚拟轴机床，建立基于Lagrange方程的空间刚—柔耦合动力学模型。考虑虚拟轴机床整体的刚性运动与各支链弹性变形间的相互作用或耦合，将机床的各个支链和平台看作独立的子结构，建立各自的动力学方程，根据子结构之间的约束关系建立系统约束动力学方程。该方法为虚拟轴机床动力学研究提供了新的思路。     

异构双腿行走机器人机构优化设计

为了给智能仿生腿的开发提供一个理想的研究平台,提出了异构双腿行走机器人(BRHL)这一全新的类人机器人模式.阐述了BRHL的概念及研究意义,介绍了BRHL双腿机构的仿生设计.由于双腿机械结构类似,以仿生腿为例推导了BRHL的运动学模型.论述了BRHL的优化原则、目标函数及约束条件.利用处理好的正常人体步态数据对BRHL进行了优化设计.优化结果表明,BRHL能够较好地实现拟人步态,是智能仿生腿的理想研究平台.     

新型Action泛型机制在PAR平台中的实现和应用研究

在软件开发过程中,开发语言中的泛型机制能够显著提高软件开发的效率和软件可靠性,但现有高级语言中一般只有类型和子程序(如过程、函数和方法等)作参数,限制了泛型机制的应用.该文对新型泛型机制进行深入探索,着重研究以action作为参数的泛型机制.在Apla→Java程序自动生成系统中实现了将Web服务作为Apla语言中的action参数的泛型机制,完善了Apla语言中的泛型安全的约束机制,成功地将新型泛型机制应用于PAR平台中.     

嵌入式封锁子弹药设计方法研究

为解决封锁航母甲板用嵌入式子弹药的设计问题,以子弹药使用平台为约束条件,采用毁伤概率计算分析方法,获得了子弹药数目与单枚子弹药基本结构的匹配关系,采用有限元数值模拟分析方法,获得了子弹药的具体结构.研究结果表明,设计的子弹药结构可实现嵌入航母飞行甲板的战术功能,封锁航母飞行甲板,摧毁其战机投放能力.