三种柔性虎克铰的比较与分析

提出了使用簧片柔性单元构成的3种大行程柔性虎克铰,详细介绍了它们各自的结构特点;利用伪刚体模型分别分析了3种柔性虎克铰在纯扭矩驱动下铰链的变形特性;在设定的参数条件下对各虎克铰进行了理论计算,并与有限元分析结果相比较.研究表明:3种柔性虎克铰基本符合虎克铰的转动特性,能够提供较大的二维转动行程;伪刚体模型的计算结果与非...     

双端虎克铰型六自由度并联机构的动力学模型

为对支链两端为虎克铰型的并联机构进行优化设计及运动仿真,建立了六自由度的该类并联机构的动力学模型。基于运动学分析推导了机构的几何Jacobi矩阵,采用Newton-Euler法建立了所有构件的动力学方程,根据D'Alembert原理的约束理想性条件并利用几何Jacobi矩阵消去各方程中的未知约束反力,最终得到了各主动副驱动力的表达式。以一个六自由度运动平台为例进行计算,验证了该模型的正确性。该模型可用于实际的支链两端为虎克铰型的并联机构的分析和设计。     

YS—I并联机器人的运动分析

本文根据YS-I并联机器人的结构特点,在速度和加速度分析过程中,以上平台虎克铰中心作为研究的关键点,首先通过对位置反解显式直接求导建立该关键点与液压缸之间的关系,然后通过矢量运算得到液压缸输入与夹持器输出之间的一、二阶影响系数矩阵.在影响系数的推导过程中避免了与上平台转动参数发生联系,所导出的一、二阶影响系数矩阵只与液压缸的单位矢量和夹持器中心到上平台虎克铰中心的位置矢量有关,使加速度求解的方法大为简化.     

变截面悬臂空心圆柱的冲击动力特性

变截面悬臂空心柱是一类在工程中有着广泛应用的特殊结构。为了研究其在冲击荷载作用下的动力特性,通过准静态极限分析与冲击动力学理论,对其在等厚度与变厚度两种情形下的冲击响应展开研究。定义了荷载位置参数与塑性铰位置参数,并根据荷载位置参数给出了塑性铰位置的判定条件。利用动量定理与动量矩定理推导了悬臂端加速度的表达式以及塑性铰位置参数的控制方程。根据分布惯性力与剪力的微分关系以及剪力与弯矩的微分关系分别推导了剪力和弯矩的表达式;分析了荷载位置参数对塑性铰位置参数与悬臂端加速度的影响,以及塑性铰位置参数对悬臂端加速度的影响。算例结果表明：悬臂端加速度与塑性铰位置参数的本文解与数值解吻合良好;塑性铰位置参数随荷载位置参数的增大而增大,且二者关系几乎呈线性;悬臂端加速度随荷载位置参数、塑性铰位置参数的增大而减小。可见当冲击荷载明显超过固定端的静态极限荷载,且荷载位置参数小于临界荷载位置参数时,变截面悬壁空心柱将在柱中产生塑性铰。因此,出于结构可靠性考虑,工程中应对此类问题予以重视。     

正交变传动比面齿轮的设计及三维造型

<正>交变传动比面齿轮传动是一种新型的齿轮传动形式.根据空间坐标变换关系及齿轮啮合原理,推导正交变传动比面齿轮副的节曲线、齿顶曲线、齿根曲线方程;结合加工刀具齿面方程与齿轮共轭基本原理,得到正交变传动比面齿轮的齿面参数方程;根据根切和变尖的条件,推导齿宽的计算方法;分析加工过程中刀具的空间走刀轨迹,基于VB和Solidworks(API)开发出正交变传动比面齿轮参数化设计和加工仿真系统;对正交变传动比面齿轮副进行实验研究,验证了理论推导过程和参数化设计及仿真加工方法的正确性和可行性.     

3-PPRR并联分拣机器人机构的运动学建模与仿真

对具有空间三平移自由度的3-PPRR并联分拣机器人进行运动学分析.基于机构的运动约束方程,求得机构的位置逆解的解析表达式.使用牛顿迭代法得到该机构的位置正解的数值解,并通过算例验证了其正确性;建立了机构输出运动参数与输入运动参数之间的速度和加速度关系的数学模型,得到机构速度、加速度正反解;通过在ADAMS中的运动仿真对所规划的运动轨迹进行验证.     

串并混联四足机器人腿机构的设计及运动学分析

为了提高四足机器人的运动灵活性和复杂环境适应性,设计了一种R+{2-UPR+RPR}腿机构,并利用螺旋理论分析得知该机构具有两转动和一移动3个自由度;接着,根据空间中构件和运动副的位置关系,推导出运动学反解和正解方程,求解驱动构件速度、加速度;然后,借助Matlab计算软件和ADAMS仿真软件,通过对比运动学正反解的理...     

装配式混凝土空心板铰缝横向弯矩计算

针对传统铰接板法将铰缝构造视为一个无横向抗弯刚度的铰时,无法求解铰缝的横向弯矩值,且现行规范中也无关于铰缝横向弯矩的计算方法问题,将装配式混凝土空心板结构比拟成正交异性板,利用正交异性板挠曲面微分方程,推导出对边简支矩形板横向弯矩的解析解公式,并利用MATLAB编制了相应的计算程序。以跨径10、13、16、20 m的预应力混凝土空心板为例,通过对不同跨径L和桥宽B的参数分析,探讨了空心板铰缝弯矩的分布规律。由于按照理论推导的铰缝横向弯矩求解复杂,因此根据参数分析结果,提出了铰缝横向抗弯的双折线设计计算方法。该方法在计算出跨中截面弯矩设计值的基础上,可根据建议设计曲线得到其他截面铰缝横向弯矩最大值。研究结果表明:在车辆荷载作用下,铰缝最大横向弯矩分为正弯矩和负弯矩,理论计算的方法证明,铰缝横向正弯矩效应与负弯矩效应相差不大;随着荷载从中心位置向一侧横向变化时,铰缝产生横向负弯矩且最大值出现在桥宽中心位置,同一跨径不同桥宽空心板跨中截面的横向弯矩值与其他各截面横向弯矩的比值基本一致;横向弯矩沿纵向分布的曲线与传统铰接板假设的正弦半波相差较大。提出的方法可为铰缝的抗弯设计提供理论参考。     

基于6-PTS机构虚拟轴机床的运动学分析

针对基于Ｓｔｅｗａｒｔ平台虚拟轴机床伸缩杆结构设计的困难及难及热变形对精度的影响等特点,提出了一种基于移动副（Ｐ）、虎克铰（Ｔ）、球铰（Ｓ）及固定杆长的６－ＰＴＳ机构。计算了６－ＰＴＳ机构的运动自由度,建立了６－ＰＴＳ机构运动学反解的数学模型,运用求导法推导了６－ＰＴＳ机构的一阶影响系数矩阵,即揭示了动平台的位姿速度与移动副速度之间关系的正逆雅可比矩阵,为进一步研究该机构特性奠定了基础。     

六自由度机械臂的基于Hermite曲线的空间位置轨迹插补技术

采用标准的D-H建模方法建立机械臂的运动学模型,对机械臂的正反运动学进行分析。运用空间矢量合成设计轨迹插补算法,空间位置插补采用Hermite空间位置插补的方法,编制Matlab处理程序。完成六自由度机械臂的空间轨迹插补的仿真,证明该理论的可行性。     

三维定向井轨迹设计及计算

本文对三维定向井轨迹设计及计算进行了详细的理论分析和推导,建立了求解三维定定向井轨迹坐标的数学方程。利用这些方程可以精确地计算三维定向井轨迹上任一点的空间位置。可用于三维定向井轨迹的设计及计算。     

H-Bot型3D打印机动力学参数辨识与定位误差补偿

为提高经济型3D打印机的打印精度,以H-Bot型3D打印机为研究对象,对传统的运动模型进行简化,建立新的运动学方程,并搭建动力学仿真模型.通过引入正交实验和参数辨识方法对模型参数进行优化,对打印机的单轴运动进行标定,利用微分误差补偿法对运动进行误差补偿.提出一种基于以上方法的单轴运动标定方法,该方法可显著提高打印机喷嘴...     

数据曲线打印子程序的设计

本文在分析讨论TPμp—40A打印机输出打印命令中的重复打印同一字符的命令和用户自定义字符、图符命令功能和特点的础基上,使用Z80汇编语言编制出两个适用的数据曲线输出子程序。对于完善TPμp—40打印机输出打印的功能以及扩大该打印机打印输出的使用范围均能起到一定的作用     

喷墨打印机技术的类型与原理

喷墨打印机是一种点阵式打印技术,与传统的激光打印和针式打印相比,喷墨打印机的图像效果更为理想,这一技术也在CAD图形绘制、婚纱摄影、广告制造等领域中得到了推广和使用。目前,喷墨打印机已经成为市场中打印机的主流产品,其科技含量高、零件构造复杂,该文主要针对喷墨打印机的技术原理、关键性技术以及应用展开分析。     

基于加工空间的并联数控机床参数优化

介绍了机床尺度综合的一般方法和尺度综合中参数设计的优化目标·结合机床的特点和机床设计的实际要求提出了一种新的机床尺度综合流程·给出了一种在机床的加工空间已定的前提下,以各驱动支链的长度最小为优化目标并使各铰链位置和虎克铰摆角在合理范围内以及各驱动支链的最大驱动速度和加速度及机构的灵巧性指标综合最小为条件的机床结构参数优化方法·当机床的加工空间为400mm×400mm×400mm的立方体空间,刀具的最大移动速度和加速度分别设定为0 5m/s和10m/s2时,用该方法对一种三杆并联数控机床的结构参数进行了优化设计,得到了3组较佳的参数·     

带滑移铰空间机械臂协调运动的自适应分解运动控制

讨论了载体位置不受控制的漂浮基带滑移铰空间机械臂本体姿态与末端抓手惯性空间轨迹协调运动的逆运动学问题.结合系统动量守恒关系进行的系统运动学分析表明,可以将空间机械臂本体姿态与末端抓手惯性空间轨迹协调运动的增广广义Jacob i矩阵表示为一组适当选择的组合惯性参数的线性函数.以此为基础,设计了系统部分参数未知情况下,由本体姿态期望运动及机械臂末端抓手惯性空间期望运动轨迹产生机械臂关节铰期望角速度、角加速度的自适应控制算法.由于充分利用了空间机械臂系统动量守恒的动力学特性,本文提出的方法具有不需要测量、反馈载体基的位置、移动速度及移动加速度的显著优点.系统数值仿真证实了该方法的有效性.     

基于四元数的6-SPS并联机器人姿态奇异研究

基于四元数描述刚体的姿态,对6-SPS并联机器人姿态奇异做了研究,避免了欧拉角描述刚体姿态时的奇异性.推导出6-SPS并联机器人动平台处于给定位置时机构在三维空间中的姿态奇异轨迹解析表达式,并利用计算机给出其姿态奇异轨迹的三维可视化描述.得到在关于姿态参数的三维空间内的原点附近存在一个非奇异姿态空间,提出在此非奇异姿态空间内部寻找一个最小内切球,并以此球半径作为衡量机构在给定位置时的姿态能力的性能指标,最后研究了机构构形以及动平台位置对姿态能力的影响.     

机械臂关节空间Bezier曲线轨迹规划

为使机械臂轨迹便于分段处理、形成速度快、用于实时控制，在关节空间中使用Ｂｅｚｉｅｒ曲线对机械臂进行轨迹规划．从轨迹的一阶导数、二阶导数连续出发，推导出２段Ｂｅｚｉｅｒ轨迹拼接时其对应特征矢量应满足的关系，推导出Ｂｅｚｉｅｒ轨迹规划的边界条件，并通过不同型值点的３个算例与分段３次样条轨迹进行比较，应用Ｂｅｚｉｅｒ方法进行轨迹规划的优点为它的分段处理性、计算快速性以及计算机内存的较少占用．     

机器人关节内插轨迹4－3－4分段法的分析与计算

机器人的运动，必须沿着贯穿空间一组点的曲线，从初始位置达到最终位置。若使机器人的运动符合上述要求，必须对其运动轨迹有一个合理的规划。本文将就在关节变量空间进行的关节内插轨迹４－３－４分段法进行分析与计算。使用这种方法，可以快速计算出机器人关节在任意轨迹段的位置、速度和加速度，描述机器人手部在规定路径上的运动     

两对边简支另两对边固支组合肋预制底板 混凝土双向叠合板的简化塑性设计方法

目前组合肋预制底板混凝土双向叠合板（双向叠合板）已得到广泛应用.针对双向叠合板设计计算复杂的特点,基于塑性铰线法对两对边简支另两对边固支双向叠合板的设计计算进行了研究,推导出双向叠合板的极限承载力,确定塑性铰线位置,求解极限均布荷载和极限弯矩.采用极限平衡法对双向叠合板的极限弯矩求解公式进行了简化分析,得到极限弯矩的简化塑性计算公式.采用简化公式对2个算例进行求解计算,结果表明:对于两对边简支另两对边固支双向叠合板可采用文章的简化公式进行计算,简化后的塑性计算公式计算简便,有利于在工程设计中推广使用.