一种新型并联机床的驱动输入选择

基于螺旋理论,将并联机床全部分支中可作为驱动输入的运动副锁定后,可以得到作用在动平台上的约束螺旋.选出与机构的自由度数目相同的约束螺旋与机构本身固有的结构约束螺旋组成约束矩阵,根据约束矩阵的秩确定输入的合理性.将约束力/力矩矩阵的最小奇异值与最大奇异值之比定义为约束力/力矩各向同性度,并以此为指标对各驱动输入组合的优劣性进行评价.驱动输入选择结果表明,该并联机床存在5种合理输入,其中以UPS分支中的5个P副为驱动输入是最优组合.

过约束平面并联三维力/力矩传感器的研制

针对轴承的故障早期诊断和在线实时监测,提出了一种新型过约束平面并联三维力/力矩传感器。通过采用分支轴线均不过传感器中心的6条对称分布的测力分支,该传感器可同时测量轴承径向载荷和轴向力矩。根据静力学平衡方程,求解了其测量数学模型;基于传感器测量模型与性能指标分析了传感器性能,进而对其各结构参数进行优化设计。研制了传感器样机及其加载标定实验系统,开展了加载标定实验,得到了该传感器的测量精度。标定实验结果显示:传感器径向力测量精度为2.56%,力矩测量精度为0.92%,Ⅰ类误差为2.56%,最大Ⅱ类误差为2.29%。文中所做工作,为将该新型过约束平面并联三维力/力矩传感器应用于在线实时测量轴承径向载荷和轴向摩擦力矩奠定了基础。

具有虚约束的平行四边形机构的受力分析

鉴于现有机构受力分析方法不能完全解决具有虚约束机构的受力状况,文中提出了将具有静力确定性机构的力分析法与超静定结构的力分析法相结合的求解方法,对具有虚约束的平行四边形机构进行了受力分析和求解。其步骤是,先应用刚体力学方法求出机构的部分受力,然后引入一垂直于原连架杆的假想刚性连架杆,将机构转化为受力,变形等效的结构,再应用结构力学中的力法进行求解。该方法简便易行,实用性强,其解题思路还可为其他具有虚约束的连杆机构的受力分析提供参考。图3表2参2。

多绳摩擦轮提升的防滑边界约束条件分析

本文推导出了摩擦轮提升的防滑边界约束条件,即静张力比 K_j,质量模数 Z 和制动力矩倍数 K 的边界约束条件。指出防滑计算的关键问题是满足 K_j,Z 和 K的边界约束条件,并使其合理匹配。对单容器带平衡锤提升防滑的分析提出了全新的计算方法。

基于Matlab的匀质摆杆所受转轴约束力分析

分析重力场中匀质杆绕固定轴的摆动过程,给出轴对杆约束力的大小和方向随杆摆角和摆长变化的定量关系,利用Matlab分析了约束力的变化特点,更加直观形象地阐释了其变力属性。

非对称并行结构螺杆泵采油系统参数配置方法研究

非对称并行结构螺杆泵采油系统,可以从根本解决推力球轴承限径、承载能力过小以及寿命短的问题。但是,目前非对称反旋向并行结构螺杆泵采油系统只有概念模型结构,尚未有人对双泵的参数配置方法进行研究。为此,提出了一种新型井下非对称反旋向并行结构电机驱动螺杆泵采油系统。首先,基于“等寿命”理念开展了双螺杆泵的参数配置方法研究,给出了双泵匹配需要满足的约束条件,建立了易失效部件的受力分析模型,根据力平衡原理给出了部件之间的受力关系,分析了单螺杆泵转子所受轴向力和工作扭矩;然后,依据等寿命准则(推力球轴承与万向联轴器的疲劳使用寿命趋于相等),确定了推力球轴承所受轴向压力与联轴器所受拉力之间的比值关系,给出了上下两螺杆泵之间所受轴向力之比;最后,确定了定子橡胶寿命为一年及泵端压差12 MPa条件下,双泵参数匹配方案,对所选方案进行了寿命和排量对比分析,分析了不同泵端压差对下螺旋杆泵极限排量的影响。研究结果表明:针对特定推力球轴承和十字联轴节,下螺杆泵与上螺杆泵之间所受轴向力之比为1.41∶1;螺杆泵定子橡胶寿命一定,双泵的排量相比于单螺杆泵有了很大的提升,平均增长率在50%左右。

HIT机器人灵巧手手指及其阻抗控制的研究

手指对接触环境具有柔顺性是实现多指灵巧操作的关键,阻抗控制是实现机器人柔顺控制的主要方法之一。针对HIT灵巧手手指,阐述了其力/力矩传感器的设计,包括指尖六维力/力矩传感器和2个关节力矩传感器。利用指尖六维力/力矩传感器作为力反馈,实现了笛卡尔空间的阻抗控制。