平面机构自由度公式的变化及其约束分析

机构自由度计算中经常出现易混淆概念、难点问题,结合实例分析研究了平面机构自由度计算中的常见公式变化、可变自由度机构的设计原理及工作特点。针对自由度计算难点、各种约束施加及其形成的变化作一些探讨,对正确理解、计算自由度做出帮助,为创新优异新型的机构、避免误算提供了一条有效的途径。     

用对偶矢量计算开环机构末杆自由度的应用及算例

论述了用对偶矢量计算开环机构末杆自由度在机的机构自由度计算中的应用，并给出以这种方法计算各种不同类型闭环机自由度的算例。     

"断杆法"公式优化及其在空间机构中的应用

"断杆法"应用于平面机构自由度的计算和判断,具有很强的通用性和实用性.在保持"断杆法"优势的基础上,继续对"断杆法"进行优化,使用通用变量,减少了自定义变量,得出一个更为简练的通用公式,此公式更具有一般性和实用性.在平面机构的基础上,又探索了"断杆法"在空间机构自由度计算中的应用,并证明它的可行性.     

运动线性相关与平面机构的自由度

在讨论平面机要的独立运动和局部自由度的基础上,通过对作平面运行构件的运动线性相关分析,提出运动线性相关自由度的概念,在此基础上,建立了含有作平面运动齿轮的平面机构的自由度计算方法,并用实例证明了该计算方法的正确和实用性,运动线性相关分析还为在行星轮系设计虚约束提供提供了理论基础。     

计算平面机构自由度的查杆法

本文根据机构的组成原理，提出一种计算平面机构自由新方法－查杆法。该方法只需查出机构中的构件总数就可确定出机构的自由度。     

多自由度机构动力分析的一种新方法

本文提出机构的传动加速度和始原加速度等一些新概念,由此推论得到一种建立多自由度机构运动微分方程的新方法。利用该方法建立运动方程时,借助于机构运动分析的结果,避免了复杂的解析推导,特别适合于用计算机作数值分析。文中附有应用举例。     

对空间机构自由度计算公式的探索

设计空间机构时，首先遇到的问题是要正确确定空间机构的自由度，然而，用传统空间机构自由度公式去计算多自由度、多封闭环、谐波齿轮机构、混合型空间机构的自由度时，必须进行变换；计算一般单封闭环低副空间机构自由度时，也会受到很大限制。因此，发现传统空间机构自由度计算公式中存在的问题，对正确运用新建空间机构自由度公式去计算、设计、验证空间机构、机器人、生物机构的自由度有着重要的意义。     

搜寻平面机构中虚约束的拆杆组法

本文根据机构的组成原理,提出一种搜寻机构中虚约束的新方法一拆杆组法,用该方法能方便地判断出机构中所含的虚约束,同时能迅速排除含有特定几何条件而实际上并不存在虚约束的机构.     

确定平面机构自由度的新方法──逐次设定连架杆法

由机构具有确定运动的条件出发，分析了运动副对构件轨迹的约束情况，得出机构具有确定相对运动的必要条件：（１）在运动过程中相连接两构件运动副处的轨迹应相同；（２）相连接两构件上的点的相对运动要满足运动副对构件的约束条件，提出了逐次设定连架杆法，以不满足必要条件前所设定的连架杆数来确定机构的自由度数。其特点是可以不考虑机构是否存在局部自由度、复合铰链、虚约束和公共约束，就能确定机构的自由度。     

机构自由度计算难点和其运动分析及变自由度机构的探讨

机构的自由度是机构具有独立运动的参数,常规机构的自由度是恒定的,但有些特殊机构,其自由度在工作过程中是变化的,也称为变自由度机构。结合实例分析研究自由度计算中的常见难点及机构的自由度与机构原动件数不等时的机构运动的确定,对变自由度机构的自由度计算作一些探讨,对创新设计更优异新型的机构提供了一条有效的途径。     

平面变自由度机构的形成方法与实现形式

基于机构最小阻力定律,对平面变自由度机构的形成方法进行了研究与分析,提出了3种变自由机构形成方法,总结出了4种变自由度机构实现方式,并结合实例详细分析了平面变自由度机构的实现形式,为创新设计新型机构提供了思路与途径。     

Rank of loop, constraint degree of path, coupling degree of graph and their application

Some new concepts (rank of a loop, degree of freedom of a graph, path unit and ordered path arrangement, constraint degree of path, coupling degree of a graph, basic graph, etc. ), formulas, and algorithms, are proposed in this paper. Based on these concepts, a new systematic theory and practical method for the design of topological structure, kinematics and dynamics of mechanical systems is established. Some conjectures and problems needed to be researched are also put forward. The concepts, formulae and algorithms presented in this paper will find wide potential applications.     

处理梁单元端部自由度释放的附加自由度法

采用附加自由度的方法来处理梁单元的端部释放,为单元端部释放的处理提供了一种新的方法。根据具有附加自由度梁单元的应变矩阵,得到了扩充后的梁单元刚度矩阵,并推导出单元自由度沿整体坐标系释放或沿单元局部坐标系释放两种情况统一的刚度矩阵转换公式。针对两节点的梁单元采用UL列式,进行了非线性有限元分析,并编制了相应的分析计算程序。用此程序分析了具有自由度释放的梁单元模拟大位移大转动的性能,并与现有方法进行了比较。算例结果表明,附加自由度方法具有精度高,操作简便的优势。     

串联机器人手臂末杆自由度的一种求法

串联机器人手臂的末端构件在空间中最多有6个自由度.在螺旋理论和运动输出矩阵的基础上,提出了又一种能够便捷地计算串联机器人手臂末杆构件自由度数目的方法,该方法为研究并联机器人打下了良好的基础.     

多自由度机器人机械手腕关节柔顺控制方法研究

针对传统机械手腕关节控制方法稳定性低和灵活性差的弊端,提出一种新的多自由度机器人机械手腕关节柔顺控制方法。介绍了多自由度机器人关节系统,按动力学系统组建机械手腕关节的动力学模型,采用拉格朗日方法获取动力学方程。介绍了PD手腕关节位置控制方法,在此基础上通过改进纯积分力控制方法实现多自由度机器人机械手腕关节柔顺控制。分析了机械手腕关节混合位置/力矩控制过程,通过差动机构控制两个驱动器,使其完成机械手腕关节外展/内收和伸展/翘曲两个自由度,提高机械手腕控制灵活性。实验结果表明,所提方法控制精度和稳定性高,能够保证机械手腕关节的灵活性。     

机构自由度、工作空间、奇异一体化分析现状与创新

通过现有方法对机构自由度(F)、工作空间(W)、奇异(S)研究现状的分析,得出其不整体、不普适的特点,本文提出将诸多数学理论与机构学理论相结合,拟建立一套系统普适、直观具体的机构F、W、S分析理论和方法。深入研究将弥补现有理论适用受限之不足,解决现有理论方法在机构分析与设计、机械产品开发与应用等领域不实用问题,拓展机构的实际应用领域。     

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。     

基于约束的参数化设计

提出了一种基于结构点的约束求解模型 ,此模型把几何元素映射成结构点 ,把约束分解为距离约束和方向约束 .此模型利用几何约束图表示几何约束系统 ,通过对几何约束图的方向化确定出结构点的求解次序 ,并针对不同的结构点分别采取代数求解方法和数值求解方法 .     

基于冗余自由度的数控加工轨迹运动分解

为降低曲面数控加工中机床运动轴的冲击,提出了采用具有冗余自由度的数控机床实现复杂曲面高速进给加工的思路,通过增加数控机床冗余自由度运动轴,以分解冲击较大机床轴的运动.本文对冗余自由度下机床各轴之间的运动分解原理进行分析,给出了冗余自由度下合成加工轨迹的计算和误差确定方法,并以计算实例验证了所提出思路和方法的有效性.     

参数化设计的研究与应用

参数化设计是目前CAD发展的主流方向,本文通过对各种参数设计方法分析的基础上,提出一个基于几何约束图的参数化设计模型,并给出参数化模型的数据结构和约束求解算法,此算法可以有效地检查系统的过约束和欠约束情况。