旋量理论的变胞机构全构态动力学模型

为丰富和发展机构学理论,通过引入切断铰,将空间串并联机构的运动学分析问题转化为开链机构和局部闭链机构的运动学分析子问题,基于旋量理论建立切断铰空间机构的运动学和动力学模型。采用旋量理论和Kane方法对五杆两自由度闭链变胞机构的广义主动力和广义惯性力进行了计算,并建立切割变胞机构的全构态动力学方程。该方法为变胞机构的动力学建模提供了参考依据。     

闭链弓形五连杆机构的准静态翻滚运动规划

提出一种闭链弓形五连杆机构,当杆件触地时,通过改变自身的形状,使其质心相对于触地杆对应的虚拟滚动圆心发生偏置,产生重力偏置力矩来驱动机构翻滚.首先,利用对称原理进行闭链弓形五连杆结构设计,当其外轮廓为圆形时,机构的质心与形心重合;其次,利用封闭矢量法对机构准静态翻滚过程进行了运动学分析,得到杆件触地过程和关节触地瞬时机构质心矢量与两个驱动关节角的关系;然后,求解关节触地瞬时机构能够实现平稳过渡的质心矢量轨迹,利用最小二乘法进行恒质心偏距的准静态翻滚运动规划;最后,制作实物样机并进行了准静态翻滚实验.实验结果证明了闭链弓形五连杆机构平稳准静态翻滚的可行性.     

并联多筒体摇滚式混合机摆动机构节能设计

应用计算软件Matlab,根据矢量方程解析法对摇滚式混合机的摆动机构进行了分析,由摆动支架摆角变化求出其相应的摆动角速度和摆动角加速度,并计算出整个摆动部分的重心和转动惯,得到摆动所需功率。然后根据正负功叠加的方法,通过使用曲拐来设计并联多筒体摇滚式混合机,由程序实现对各种曲拐角度的试验,找出和功率最大值最小时的曲拐角度,得到设计方案。结果表明并联多筒体摇滚式混合机可以大大节省能量。     

基于空间曲柄摆杆机构的扑翼飞行器驱动机构设计与分析

为了提高扑翼飞行器的飞行性能，借鉴生物的飞行运动特征，设计了一种基于空间摆杆机构的新型多自由度扑翼机构.通过运动学分析建立了扑翼飞行器驱动机构的运动学模型，利用Matlab对驱动机构运动学方程进行求解分析.结果表明：所设计的驱动机构通过单自由度驱动，就能够完成扑动、扭转耦合运动，其中上扑动幅度为64.098°，下扑动幅度为-64.098°，扭转角度为69.422°~99.327°，并且能够输出与生物飞行时翅翼相同的“8”字型轨迹，具有良好的气动性能.     

多环空间连杆机构摆动力完全平衡的单位向量法

本文提出了多环空间连杆机构摆动力完全平衡的单位向量法.这种建立于向量代数基础之上的方法,是用在机构各构件上固接相互垂直的三单位向量表示机构的质心方程,再利用闭环向量方程和相邻构件某些单位向量的关系消去一些线性相关的单位向量,从而导出机构的摆动力平衡条件.此方法不需进行坐标变换矩阵的运算,导出的平衡条件为标量形式,推导过程简单,并能得到最少数目的机构平衡条件,文中给出了若干实例.     

基于空间螺旋理论的行星滚柱丝杠副自由度计算与分析

基于空间螺旋理论开展行星滚柱丝杠副(PRS,planetary roller screw)机构学分析,综合考虑PRS作为空间螺旋机构的运动特点,建立了PRS机构运动简图。通过修正的G-K公式计算PRS的自由度,从理论上分析系统各构件对机构自由度的影响。通过开展不同数量构件条件下的机构自由度计算分析,对比了单滚柱、单挡圈条件下机构自由度,得出了增加滚柱与挡圈的数量对于机构自由度的运动特性的影响。理论计算结果在一定程度上揭示了PRS运动学原理。     

六自由度机械臂建模与MATLAB仿真

目的依据预设的机器人末端运动轨迹,研究机器人各关节的运行轨迹。方法利用仿真软件对机器人末端轨迹进行仿真实验。以六自由度机器人为研究对象,采用标准D-H参数法建立机器人各连杆坐标系及计算运动学方程,利用MATLAB/Robotic Toolbox工具箱建立机器人的运动学模型,在运动学模型的基础上对机器人工作空间以及轨迹规划进行仿真。仿真结果为连续平稳的末端轨迹曲线和关节角位移、角速度、角加速度的变化曲线。结果得到了连续平稳的末端轨迹曲线和关节角位移、角速度、角加速度的变化曲线等仿真结果,轨迹仿真结果表明机器人各关节运动平稳性较好。结论轨迹仿真可以避免试验中对机械臂所产生的损坏,为后续实验研究工作的开展提供支持。     

腿型跳跃机器人跳跃过程运动学及仿真分析

根据跳跃生物的生理结构及运动特性,设计了腿型跳跃机器人,并建立了简化的机构模型.分析了机器人跳跃过程冗余自由度,建立了机器人的质心运动方程;依据关节空间与质心空间速度的变换关系,对机器人进行运动学分析,并用MATLABR2009b进行数值仿真,得到了机器人关节角度随时间的变化规律,为腿型跳跃机器人控制系统的研究提供了控制参数依据.     

基于线性倒立摆模型的双足机器人步态规划

为解决多关节自由度双足机器人的步态规划问题, 提出了一种改进的三维线型倒立摆模型步态规划算 法。 该方法将双足机器人简化为三维线性倒立摆模型, 在得到机器人的质心参考轨迹的同时规划摆动腿的轨 迹, 通过机器人的运动学逆解即可求出各关节运动序列。 在对质心轨迹求解过程中, 与传统方法通过双脚支撑 阶段调整质心速度实现步态稳定的方法不同, 该算法通过求解支撑腿最优交替时刻的方法最大化单脚支撑阶 段的范围, 实现机器人的高效稳定行走。 以 NAO 机器人为实验对象, 对算法进行了仿真实验, 实验结果表明, 该算法是可行、 有效的。     

齐次坐标变换在空间机构分析中的应用

介绍一种用于复杂空间机构分析的简捷而有效的数学方法－齐次坐标及其变换,阐述了齐次坐标的定义,性质及坐标变换,在三维摆动混合机的运动分析中,用齐次坐标变换描述了相邻杆件之间的变换关系,再根据各杆件之间的递推关系推导出各杆件的运动学方程。     

空间机构计算机建模与分析方法

为建立空间机构计算机模型分析其运动特性,运用多体动力学原理,提出了一种机构运动学和动力学建模与分析方法。通过在约束运动副处的杆件上建立直角坐标系,建立了描述空间机构结构形态的符号体系。定义了杆件形状矩阵和约束运动矩阵,推导了其表达式。通过在运动链上连续使用变换矩阵,建立了空间机构的运动方程,实现了空间机构的运动分析。基于Hamilton原理,建立了空间机构的动力学方程。提出了通过定义空间3点来定义空间坐标系的方法,推导了杆件形状矩阵的表达式。以铰链约束运动副、球铰约束运动副和直齿圆柱齿轮约束运动副为例,根据其运动特性,分别定义其约束运动矩阵。开发了空间机构通用分析软件,给出了应用实例。     

正交结构6-PP^＋S并联机构的工作空间分析

为简化机构运动学模型,提出了一种正交结构6-PP^＋S并联机构,利用封闭矢量法建立了运动学方程．基于机构运动学方程和运动副的结构约束,给出了基于运动学模型的动平台工作空间约束模型,求出了工作空间的形状,研究了动平台在给定机构参数下不同姿态的工作空间,并进一步考察了机构参数的变化对工作空间的影响．这些对正交结构6-PP^＋S并联机构的应用具有指导意义．     

内边界转角固定环形板的磁弹性分析

通过在极坐标下得到的磁弹性动力方程的基本解 ,用迭代的方法给出了内边界固定的理想环形导电薄板在均布力与横向磁场作用下的平面变形问题的数值解 ,并由此得出对内边界的强度与刚度要求     

单自由度多刚体系统动力学分析

用第二类拉格朗日方程,对三维摆动混合机进行动力学分析并比较主动轴水平安置和生趣安置时系统的受力状况,垂直安置比安置受力状况好。     

摆动式混合机内粉体混合质量评估

文中采用随机方法测定了摆动式混合机的混合性能，估算了混合时间及混合度的最大误差并与Ｖ型混合机作了对比实验；采用扫描电子显微镜来观察混合物的微观形貌，并给出了定量测试结果，最终从理论和实验两个方面证明了摆动式混合机在粉体混合方面的优越性。     

尺寸链的计算机数值解法

在直线尺寸链问题中,封闭环尺寸是组成环尺寸的线性函数,因而用解析公式计算封闭环极限尺寸和公差比较方便,在平面尺寸链和空间尺寸链中,封闭环与组成环的函数关系较为复杂,用解析公式计算封闭环极限尺寸、公差较为困难,有时甚至无法求解,本文提出了尺寸链的计算机数值解法,论述了常见的和复杂的尺寸链方程的一般形式及其解法,以及极值法、概率统计法、统计试验法求解封闭环公差及极限偏差的方法,该方法适用于计算机计算,不仅能求解常用的也能求解复杂的尺寸链问题。     

三轮蓄电池叉车转弯控制电路的探讨

根据三轮电瓶叉车转弯的三种基本类型,提出了十种转弯状态的概念,并设计了相应的控制电路。可使电瓶叉车在进车、倒车时的左转弯、右转弯均能达到最小转弯半径,改善叉车的技术性能。     

晶格畸变自重构机器人的可达工作空间分析

提出了一种新的晶格可畸变的自重构机器人系统LDSBot,其4个模块可以组成一个平面并联机构式的晶格.首先将晶格简化成“移动副 旋转副 移动副”的等效串联机构,并进行运动分析;然后,根据旋量理论的指数积公式建立正向运动学模型;最后根据模块结构约束和晶格畸变运动约束,利用蒙特卡罗方法对二维和三维晶格的可达工作空间进行求解.结果表明,该晶格式机器人系统具有良好的空间可达性,为大规模自重构机器人系统的应用奠定了基础.