Structural optimization of precision instruments through modal analysis

In order to improve the dynamic stability of precision instruments during the design process, a compositive design method based on modal analysis of structure is proposed. With uniform boundary conditions and material characters, the results of Finite Element Analysis (FEA) vary with models. It should be checked whether the model is correctly simplified. Modal experiments can be used for such purpose. The method combines the high efficiency and agility of FEA with the reliability and accuracy of experiments, and avoids the drawbacks of FEA or experiments, such as uncertainty of FEA and high cost of experiments. Taking rotor frame structure as an example, this method is applied as follows: First the modal characters of structure are analyzed with FEA, and then the natural frequencies of the structure are tested by experiments to check the reliability of FEA method, and finally the design scheme is optimized by modifying structure parameters with confirmed FEA.

PPK技术在高海拔长输油气管线航测中的应用研究

针对高海拔复杂地形地区,长输油气管线航空摄影测量布设像控难和通信数据链差导致的测图困难和精度低的问题,分析了基于PPK的高精度POS数据辅助空中三角测量的航线设计、像控选择、内外方位元获取等关键技术和影响航测精度的因素,并探讨了一种无人机结合PPK技术的航空摄影测量方法。结合某高海拔长输油气管道航测项目,在少控制无通信条件下,利用PPK技术辅助空三测量,航测成果满足石油行业长输油气管线1∶500测图精度要求,为油气管道线路选择、施工、运营维护以及地质灾害评估提供精确的基础地形数据,可以作为相似领域同等条件下的航测技术应用。

轴对称矢量喷管喉道运动学精度分析及实验

推力矢量技术主要通过控制矢量喷管偏转来实现矢量控制,轴对称矢量喷管具有偏转机构设计简便、矢量作用效果明显等优点,其喉道运动是完成喷气收扩的基础,为了研究其运动规律,设计了三环连杆传动控制结构;建立了喉道运动学及精度分析模型,讨论了A8两铰孔位置误差、电机伸缩量误差、两个铰座孔的位置误差、外环厚度方向误差对喉道的误差影响;设计搭建矢量喷管实体实验平台,通过非矢量运动实验,验证运动学及精度分析模型的正确性,为进一步喉道和喷口控制分析奠定一定基础。

三种重力场模型在高精度动态测量中的适用性分析

为了进一步研究重力场模型在工程测量中的适用性,对动态测点GNSS高程转换的精度进行评估:基于某铁路公司实际测量作业,将地球重力场模型2008(EGM2008)、欧洲新技术改进重力场模型6C4(EIGEN-6C4)、实验重力场模型2019e_2159(XGM2019e_2159)3种重力场模型应用在轨道上动态测点的GNSS高程转换中;并采用精度评定指标和多基准站高程互差法、基准站位差互差法进行对比分析。结果表明:1)XGM2019e_2159重力场模型的精度评定指标略优于EGM2008、EIGEN-6C4模型;2)不同模型的多基准站高程互差存在显著差异,2个测段中XGM2019e_2159重力场模型计算的高程互差都能满足限差要求;3)不同模型的基准站位差互差存在较大差异,XGM2019e_2159重力场模型在各测段的基准站位差互差最小。在实际作业中应结合测区选用合适的重力场模型,以保证动态测点的高程转换精度。

不同指令轨迹条件下滚珠丝杠进给系统运动精度特性研究

滚珠丝杠进给系统是高档数控机床重要部件,其运动精度决定了多轴联动加工机床的加工精度,在高速、高精度滚珠丝杠进给系统中,其指令轨迹参数是影响运动精度的重要因素。基于Simulink和Simscape搭建滚珠丝杠进给系统半物理机电耦合仿真模型,考虑不同指令轨迹参数,开展运动精度仿真及分析。结果显示,指令轨迹的位置、速度和加速度等参数对滚珠丝杠进给系统运动精度有重要影响,因此,在多轴联动加工机床中,合理规划进给系统轨迹参数对于提高其运动精度具有重要意义。

3-RRRU并联机器人运动学建模与误差分析

针对3-RRRU并联机器人控制精度问题,基于空间矢量法建立运动学正解模型以及误差模型,详细分析了机器人各结构误差源对控制精度的影响。仿真结果表明:驱动角度误差分布在0.001°~0.01°时,第一支链的驱动角误差对被控终端的精度影响最大为84.2um;连杆加工误差在0.01mm^0.1mm变化时,靠近动平台的被动杆为0.1mm时对被控终端精度影响最大,其最大误差值为137.2um;静、动平台的外接圆半径加工误差为0.1mm时,机器人终端最大误差为568.4um。因此,对于线性连杆加工误差和角度误差源,连杆加工误差对多支链、多连杆机器人精度的影响高于角度误差,且静、动平台的加工误差对机器人的终端控制精度影响最大,为后续机器人结构的最优化设计提供了理论依据。

GPS定位技术在超高层建筑中应用初探

从满足施工放样精度高、施工周期短及施工放样实时性要求高必须采用先进的测量仪器设备和可靠的测量技术方案入手， 对目前几种ＧＰＳ定位方法精度进行了试验研究。试验表明： 在短距离（１ｋｍ 以内） 条件下， 只要选择合适的仪器设备， 利用ＧＰＳ快速定位并采取一定的技术措施， 精度可以达到５ｍ ｍ 左右， 满足超高层建筑施工的要求。

并联机床驱动杆铰链位置误差分析

为提高并联机床运动精度,解决其铰链误差对运动精度的影响问题,以东北大学开发的3-PTP并联机床为分析对象,采用叠加原理,建立三自由度并联机构驱动杆铰链误差模型;采用矩阵范数分析驱动杆铰链误差对动平台终端运动精度的影响规律.分析表明,结构参数λ大,不利于减小工作空间内动平台位置误差的最小值,但对其最大值影响不大.该误差模型的建立为此并联机床进一步优化机构设计参数以及误差补偿奠定了基础.

智能写字机器人机构与递阶控制系统设计

设计了6自由度转动关节机器人机构.基于坐标变换,建立运动学模型.三级递阶控制的组织级采用PC机.利用视觉获取字符图像,通过网格化得到字符点阵.通过计算脊信息,得到笔画.利用笔画中心点的聚类分析确定书写顺序.协调级采用MSP430单片机实现通讯和多舵机协调运动.执行级基于舵机实现关节的位置闭环控制.在自主开发的样机上,开展了写字实验,验证了设计的有效性.

三平移弱耦合并联机器人机构机型及位置精度分析

针对基于混合单开链的三平移弱耦合并联机器人机构机型设计的一种新方法,阐述了动平台可实现三平移的实用新机型的设计过程。基于并联单开链求交思想,给出了静平台上三个转动副为主动副、具有弱耦合的多种新的基本机型。针对该类机构建立运动学模型和误差模型,研究了影响该类机构并联机器人操作器精度的因素,由于该类机构具有弱耦合特性,使得用软件方法提高机构精度值变得方便易行。运用正交网格方法分析了各杆长及参数对末端精度的影响程度,找到了影响该机构误差的主要因素,为提高该类并联机构机器人末端输出精度提供了依据,具有很大的实用价值。

IGS实时产品比较与分析

介绍IGS实时试验计划的发展现状及实时精密产品恢复方法。选取BKG、ESA、GFZ和GMV四个分析中心的实时精密数据,与IGS事后精密轨道和钟差进行对比,分析结果表明实时产品轨道RTN方向精度达厘米级,钟差精度达亚纳秒级。通过PANDA软件,利用IGS实时精密轨道钟差产品对测站ALBH进行动态PPP解算,动态定位精度可达厘米级。

GPS双频精密单点定位软件及其精度分析

简要介绍了GPS双频精密单点定位数学模型及自主研制的精密单点定位软件。采用不同运动状态的实测数据进行静态、静态模拟动态和机载动态解算实验并从外符合的角度进行精度评估。实验结果表明:单天静态解精度达到cm级;动态解算精度达到cm-dm级。

二次包络环面蜗杆传动齿面修形的效果

提出了对二次包络环面蜗杆传动修形的方法,以降低蜗轮副对制造误差的敏感性。用齿面接触分析法求解了存在制造误差时修形传动的齿面接触状态和运动精度。结果表明:修形蜗轮副可以避免或有效缓解制造误差造成的齿面边缘接触,明显降低蜗轮副的运动误差。

灰色关联分析在芸豆区试产量性状上的应用

运用灰色关联度分析法,对2004-2005年芸豆区域试验（4个组）的参试品种8个数量性状与产量进行分析。结果表明,误差变异系数（CEV）低于12%的平均值为8.9%,小于10%,总体上试验误差控制得较好,数据可信;半蔓生（北方组）、直立（北方组）、直立（西南组）的各性状与产量的关联度大小排序基本一致,前3位都为生育日数、荚长、荚粒数,半蔓生（西南组）前三位为株高、荚长、百粒重,说明环境条件对半蔓生型芸豆的产量与各性状关系有一定影响。

适应个体差异的下肢康复机器人步态规划与实现

目的针对下肢康复机器人轨迹规划,进行适应个体差异康复运动模式的求解,实现精准康复。方法在总结出下肢康复机器人6种运动模式后,根据人体多刚体理论,将下肢康复机器人外骨骼简化成二连杆机构,对运动模式进行逆运动学分析,并基于C#设计运动模式求解系统。结果将基于C#运动模式求解系统计算的运动模式关节角度值传输到上位机,6种运动模式均成功应用于下肢康复机器人。通过运动模式逆运动学分析基于C#设计的运动模式求解系统,对于不同腿长的下肢运动功能障碍患者,进行适应个体差异的运动模式关节角度值求解。通过样机实验,下肢康复机器人能够按照规划的运动模式带动人体模型进行康复训练,且实际关节角度曲线与理论关节角度曲线基本重合,关节角度误差较小。结论验证了适应个体差异运动模式求解的有效性和可行性。

锥面二次包络环面蜗杆传动齿面接触及运动精度的研究

对存在加工及装配误差的锥面二次包络环面蜗杆传动进行了接触分析,探讨了各种制造误差对齿面接触质量和运动精度的影响规律和影响程度,提出了矫正由加工误差引起的齿面接触偏倚,减小运动误差的装配调整作业法。

基于工件面形精度的超精密机床误差建模与分析

在影响超精密加工工件面形精度的诸多因素中,机床的空间几何误差与运动误差往往占主要作用.在本单位一台新型超精密加工试验台的加工试验中,出现了较大的面形误差.为了辨识影响工件面形精度的主要误差,首先将机器人运动学理论与多体系统运动学理论相结合,建立新型超精密加工试验台的实际运动模型;其次,定量分析各个误差,如对刀误差、两轴不平行度误差和摆动中心定位误差等对工件面形精度的影响,得到工件面形精度(波峰-波谷值)随不同误差的变化规律;最后进行加工试验,并用PG I1240轮廓仪检测工件面形,将实际加工工件的检测结果与各个误差的分析结果进行相关性分析.通过上述分析,确定试验台两轴不平行是影响工件面形精度的主要误差因素.

平面二自由度并联机构的精度分析

根据平面二自由度并联机构的结构特点与运动特性的分析,推导出机构运动学的正反解,进而得出该机构的速度和加速度方程.利用该机构的运动学方程,分别在杆长和运动副间隙两方面对机构进行精度分析.为该机构的进一步应用提供了理论基础.

基于误差建模的弧面凸轮机构运动精度影响因素的分析与研究

分析影响弧面凸轮机构运动精度的几种误差因素,建立了含误差的弧面凸轮机构啮合的数学模型。采用微分精度分析法求得各误差因素对弧面凸轮机构运动精度的影响系数表达式,通过实例分析了各运动精度影响系数随弧面凸轮转角的变化规律。分析表明:各误差因素对弧面凸轮机构运动精度的影响相同,滚子半径误差对其运动精度的影响最大,轴交角误差对其运动精度的影响最小,啮合点位置对其运动精度的影响最不稳定,各影响系数与弧面凸轮机构基本结构尺寸因素相关。

网络RTK在管线测量中的定位情况及精度分析

针对传统测量技术方法对管线进行测量时,存在测量效率低,精度较难控制以及耗费大量人力物力等一系列问题,文章介绍了网络RTK在管线测量中的应用并以山东省泰安市某市政管线工程为例进行了研究,制定了合理的观测方案和数据处理方法,测量内容包括对管线测区地形图、管线中线的纵断面的测量、对管线中线点的放样以及为施工控制点的测设,并分别从平度精度与高程精度分析了网络RTK的精度,以验证网络RTK在管线测量中的可靠性。