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Complete Real Solution of the Five-orientation Motion Generation Problem for a Spherical Four-bar Linkage 被引量:1
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作者 ZHUANG Yufeng ZHANG Ying DUAN Xuechao 《Chinese Journal of Mechanical Engineering》 SCIE EI CAS CSCD 2015年第2期258-266,共9页
For a spherical four-bar linkage,the maximum number of the spherical RR dyad(R:revolute joint)of five-orientation motion generation can be at most 6.However,complete real solution of this problem has seldom been st... For a spherical four-bar linkage,the maximum number of the spherical RR dyad(R:revolute joint)of five-orientation motion generation can be at most 6.However,complete real solution of this problem has seldom been studied.In order to obtain six real RR dyads,based on Strum's theorem,the relationships between the design parameters are derived from a 6th-degree univariate polynomial equation that is deduced from the constraint equations of the spherical RR dyad by using Dixon resultant method.Moreover,the Grashof condition and the circuit defect condition are taken into account.Given the relationships between the design parameters and the aforementioned two conditions,two objective functions are constructed and optimized by the adaptive genetic algorithm(AGA).Two examples with six real spherical RR dyads are obtained by optimization,and the results verify the feasibility of the proposed method.The paper provides a method to synthesize the complete real solution of the five-orientation motion generation,which is also applicable to the problem that deduces to a univariate polynomial equation and requires the generation of as many as real roots. 展开更多
关键词 spherical four-bar linkage five-orientation motion generation Sturm's theorem adaptive genetic algorithm(AGA
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IMPROVED HOMOTOPY ITERATION METHOD AND APPLIED TO THE NINE-POINT PATH SYNTHESIS PROBLEM FOR FOUR-BAR LINKAGES 被引量:1
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作者 Zhang Jian Chen Yong (School of Mechanical Engineering, Southwest Jiaotong University) 《Chinese Journal of Mechanical Engineering》 SCIE EI CAS CSCD 2000年第1期10-16,共7页
A new algorithm called homotopy iteration method based on the homotopy function is studied and improved. By the improved homotopy iteration method, Polynomial systems with high Order and deficient can be solved fast a... A new algorithm called homotopy iteration method based on the homotopy function is studied and improved. By the improved homotopy iteration method, Polynomial systems with high Order and deficient can be solved fast and efficiently comparing to the original homotopy iteration method. Numerical examples for the ninepoint path synthesis of four-bar linkages show the advantages and efficiency of the improved homotopy iteration method. 展开更多
关键词 Homotopy function Homotopy iteration method Nine-point path synthesis four-bar linkage
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A Miniaturized Crawler Design Based on an Origami-inspired and Geometrically Constrained Spherical Six-bar Linkage
3
作者 Subin Chae Gwang-Pil Jung 《Journal of Bionic Engineering》 SCIE EI CSCD 2024年第1期166-176,共11页
This paper focuses on a newly developed transmission for a milli-scale eight-legged crawling robot called OriSCO.The transmission allows intuitive steering by directly changing the direction of the propulsion force.Th... This paper focuses on a newly developed transmission for a milli-scale eight-legged crawling robot called OriSCO.The transmission allows intuitive steering by directly changing the direction of the propulsion force.The transmission is based on the constrained spherical six-bar linkage.The constrained spherical six-bar linkage passes only reciprocating motion out of the motor’s rotating motion,allowing the crawling legs to kick the ground and obtain propulsion.Steering is achieved by adjusting the geometric constraints of the spherical six-bar using a servomotor,allowing the direction of propulsion to be changed.As a result,the OriSCO can move along the ground at a speed of 2.15 body lengths/s,and the robot is 60 mm long. 展开更多
关键词 Bio-inspired robot Crawler:Crawling robot Direction change spherical six-bar linkage
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Curvature Theory for Point-Path and Plane-Envelope in Spherical Kinematics by New Adjoint Approach 被引量:1
4
作者 WANG Wei WANG Delun 《Chinese Journal of Mechanical Engineering》 SCIE EI CAS CSCD 2014年第6期1157-1168,共12页
Planar kinematics has been studied systematically based on centrodes, however axodes are underutilized to set up the curvature theories in spherical and spatial kinematics. Through a spherical adjoint approach, an axo... Planar kinematics has been studied systematically based on centrodes, however axodes are underutilized to set up the curvature theories in spherical and spatial kinematics. Through a spherical adjoint approach, an axode-based theoretical system of spherical kinematics is established. The spherical motion is re-described by the adjoint approach and vector equation of spherical instant center is concisely derived. The moving and fixed axodes for spherical motion are mapped onto a unit sphere to obtain spherical centrodes, whose kinematic invariants totally reflect the intrinsic property of spherical motion. Based on the spherical centrodes, the curvature theories for a point and a plane of a rigid body in spherical motion are revealed by spherical fixed point and plane conditions. The Euler-Savary analogue for point-path is presented. Tracing points with higher order curvature features are located in the moving body by means of algebraic equations. For plane-envelope, the construction parameters are obtained. The osculating conditions for plane-envelope and circular cylindrical surface or circular conical surface are given. A spherical four-bar linkage is taken as an example to demonstrate the spherical adjoint approach and the curvature theories. The research proposes systematic spherical curvature theories with the axode as logical starting-point, and sets up a bridge from the centrode-based planar kinematics to the axode-based spatial kinematics. 展开更多
关键词 spherical motion centrode axode curvature theory spherical four-bar linkage
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Dynamic Analysis of Four-Bar Beating-up Mechanism with Joint Clearance 被引量:3
5
作者 薛文良 陈国珍 +2 位作者 陈革 祝章琛 程隆棣 《Journal of Donghua University(English Edition)》 EI CAS 2010年第4期559-565,共7页
For the four-bar beating-up mechanism of air-jet loom,the plain bearing of linkage is the bearing with dynamic load,and is immersed in the lubricant-box.If the joint clearance is considered,the research on linkage mov... For the four-bar beating-up mechanism of air-jet loom,the plain bearing of linkage is the bearing with dynamic load,and is immersed in the lubricant-box.If the joint clearance is considered,the research on linkage movement could be very complicated.In this paper,the kinematic characteristics of four-bar beating-up mechanism with joint clearance were studied by analyzing the trace of journal center and the balance of radial,tangential forces,and bearing load.The region of principal vibration and its forming causes were discussed.And the results could interpret the measuring curves of four-bar beating-up mechanism completely. 展开更多
关键词 dynamic analysis four-bar linkage beating-up mechanism joint clearance
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Design and Demonstration of Insect Mimicking Foldable Artificial Wing Using Four-Bar Linkage Systems 被引量:5
6
作者 Quang-Tri Truong Byoma Wing Argyoganendro Hoon Cheol Park 《Journal of Bionic Engineering》 SCIE EI CSCD 2014年第3期449-458,共10页
In this work, we develop an artificial foldable wing that mimics the hind wing of a beetle (Allomyrina dichotoma). In real flight, the beetle unfolds forewings and hind wings, and maintains the unfolded configuratio... In this work, we develop an artificial foldable wing that mimics the hind wing of a beetle (Allomyrina dichotoma). In real flight, the beetle unfolds forewings and hind wings, and maintains the unfolded configuration unless it is exhausted. The artificial wing has to be able to maintain a fully unfolded configuration while flapping at a desirable flapping frequency. The artificial foldable hind wing developed in this work is based on two four-bar linkages which adapt the behaviors of the beetle's hind wing. The four-bar-linkages are designed to mimic rotational motion of the wing base and the vein folding/unfolding motion of the beetle's hind wing. The behavior of the artificial wings, which are installed in a flapping-wing system, is observed using a high-speed camera. The observation shows that the wing could maintain a fully unfolded configuration during flapping motion. A series of thrust measurements are also conducted to estimate the force generated by the flapping-wing system with foldable artificial wings. Although the artificial foldable wings give added burden to the flapping-wing system because of its weight, the thrust measurement results show that the flapping-wing system could still generate reasonable thrust. 展开更多
关键词 beetle's hind wing folding/unfolding motion flapping-wing system foldable wing four-bar linkage configuration thrust measurement
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球面四杆机构自适应数值图谱法及在收割机中的应用 被引量:5
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作者 孙建伟 陈露 +1 位作者 褚金奎 刘娴萍 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期56-62,共7页
针对傅立叶级数理论不能进行非整周期函数综合问题,该文提出了应用Haar小波进行球面四杆机构非整周期函数综合的方法。首先,对球面四杆机构非整周期函数输出的小波成分进行了分析,发现了给定机构机架旋转后所得到的函数输出小波特征参... 针对傅立叶级数理论不能进行非整周期函数综合问题,该文提出了应用Haar小波进行球面四杆机构非整周期函数综合的方法。首先,对球面四杆机构非整周期函数输出的小波成分进行了分析,发现了给定机构机架旋转后所得到的函数输出小波特征参数与原函数输出小波特征参数之间的内在联系,从而建立了包含148 995组球面四杆机构基本尺寸型的自适应函数输出特征数据库。其次,给出了在建立的特征数据库中检索出满足设计要求的球面四杆机构基本尺寸型的匹配识别算法。再次,建立了优化目标函数,通过遗传算法对匹配识别结果进行了优化,进一步提高了该方法的设计精度。最后,对联合收割机中摆盘式切割机构进行了设计。设计结果表明第1组机构输出的最大正误差为0.04369°,最大负误差为-0.04027°,其最大误差百分比为0.0335%,第2组机构输出最大误差为0.0406°,最大负误差为-0.0589°,其最大误差百分比为0.0402%,从而证明了该方法对球面四杆机构的非整周期设计要求函数综合问题的有效性。该研究可为连杆机构非整周期后续的轨迹综合、刚体导引综合提供参考。 展开更多
关键词 算法 优化 小波分析 HAAR小波 球面四杆机构 函数综合
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基于GS法球面4杆机构5精确点轨迹综合 被引量:3
8
作者 魏锋 魏世民 +1 位作者 张英 李学刚 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期789-794,共6页
提出了球面4杆机构5精确点轨迹综合代数消元方法.基于球面空间转移矩阵建立了该问题的设计方程,使用Groebner基和Sylvester结式(GS法)相结合的代数方法进行求解,最终获得一元高次方程及其全部封闭解析解.通过数值实例,并使用Solidworks... 提出了球面4杆机构5精确点轨迹综合代数消元方法.基于球面空间转移矩阵建立了该问题的设计方程,使用Groebner基和Sylvester结式(GS法)相结合的代数方法进行求解,最终获得一元高次方程及其全部封闭解析解.通过数值实例,并使用Solidworks软件对计算结果进行仿真,结果表明该方法的正确性.该方法为进一步采用代数法对其他类型球面机构轨迹综合问题的研究提供了参考. 展开更多
关键词 轨迹综合 球面4杆机构 代数法 GROEBNER基 Sylvester结式
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球面四杆机构函数综合的带修复策略可行性规则差分进化算法 被引量:6
9
作者 车林仙 杜力 黄勇刚 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期31-40,共10页
根据杆长限制条件,建立约束方程,进而得出求解球面四杆机构函数综合问题的非线性方程组,并将该方程组的求解转化为鞍点规划问题。以杆长协调、传动角、避免乱支缺陷等为约束条件,提出球面四杆机构近似函数综合的约束优化模型,再应用差... 根据杆长限制条件,建立约束方程,进而得出求解球面四杆机构函数综合问题的非线性方程组,并将该方程组的求解转化为鞍点规划问题。以杆长协调、传动角、避免乱支缺陷等为约束条件,提出球面四杆机构近似函数综合的约束优化模型,再应用差分进化(Differential evolution,DE)算法求解该问题。在定义约束违反度和弱、强不可行解的基础上,提出处理约束条件的改进可行性规则,形成求解约束优化问题的可行性规则差分进化(Feasibility-rule-based DE,FRDE)算法。应用4个benchmark约束优化问题测试FRDE算法的优化性能,结果表明,其可靠性和稳健性指标优于对比算法。面向机构优化综合问题,将修复策略融入FRDE算法,发展为带修复策略的FRDE算法(Feasibility-rule-based DE algorithm with repair strategies,FRRDE)。给出5个函数综合实例。结果显示,优化模型和方法可行有效,且FRRDE算法的优化性能好于对比算法。 展开更多
关键词 球面四杆机构 函数综合 约束优化 差分进化算法 可行性规则 修复策略
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摆盘空间机构振动力与振动力矩完全平衡研究 被引量:4
10
作者 朱拥勇 王德石 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期1343-1347,共5页
以空间摆盘发动机为研究对象,抽象出空间机构模型,用相邻杆间附加杆组法对单环RRSSC空间机构进行了分析,从理论上证明了振动力矩完全平衡的可行性,导出了该机构振动力矩完全平衡所需的结构条件与配重条件,为解决多闭环复杂空间机构的振... 以空间摆盘发动机为研究对象,抽象出空间机构模型,用相邻杆间附加杆组法对单环RRSSC空间机构进行了分析,从理论上证明了振动力矩完全平衡的可行性,导出了该机构振动力矩完全平衡所需的结构条件与配重条件,为解决多闭环复杂空间机构的振动与噪声问题奠定了基础。 展开更多
关键词 摆盘发动机 RRSSC机构 振动力 振动力矩 完全平衡
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球面四杆机构函数综合精确点选择新方法 被引量:3
11
作者 阳红 杨随先 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2009年第2期28-32,共5页
讨论了球面四杆机构函数综合中精确点的选择问题,以减小最大综合误差为目标,提出了一种新的精确点优化选择方法。利用球面四杆机构函数综合的封闭形式解,通过引入比例系数,推导了结构偏差的方程式,并构造了精确点选择的优化数学模型。... 讨论了球面四杆机构函数综合中精确点的选择问题,以减小最大综合误差为目标,提出了一种新的精确点优化选择方法。利用球面四杆机构函数综合的封闭形式解,通过引入比例系数,推导了结构偏差的方程式,并构造了精确点选择的优化数学模型。利用数值插值的方法对结构偏差方程式进行了分析,给出了优化模型的初始解,并采用分形算法求得了全局最优解。通过对数值实例的计算和对结果的分析,验证了新方法的有效性。 展开更多
关键词 球面四杆机构 函数综合 精确点 优化
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球面四杆机构的空间模型及尺寸型 被引量:8
12
作者 李剑锋 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第2期45-50,共6页
基于特征球面四杆机构的概念,将球面四杆机构分为三类,并建立机构的尺寸型空间模型。每个空间模型可划分为若干个子区间,每个子区间都对应着一族球面四杆机构。按本文提出的尺寸型表示方法,可在全封闭图面内表示球面四杆机构的尺寸... 基于特征球面四杆机构的概念,将球面四杆机构分为三类,并建立机构的尺寸型空间模型。每个空间模型可划分为若干个子区间,每个子区间都对应着一族球面四杆机构。按本文提出的尺寸型表示方法,可在全封闭图面内表示球面四杆机构的尺寸型,并在其上绘制出有工程应用价值的机构性能图谱。 展开更多
关键词 球面机构 空间模型 尺寸型 四杆机构
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球面4R机构近似轨迹综合的社会认知优化算法 被引量:2
13
作者 车林仙 黄勇刚 杜力 《机械传动》 北大核心 2020年第2期42-54,共13页
应用坐标变换原理,推导出球面4R机构连杆点轨迹参数方程。在此基础上,以轨迹误差平方和最小为目标函数,以曲柄存在、杆长协调和传动角限制等为约束条件,建立机构不带预定时标近似轨迹综合的约束优化模型。结合自适应罚函数法,应用社会... 应用坐标变换原理,推导出球面4R机构连杆点轨迹参数方程。在此基础上,以轨迹误差平方和最小为目标函数,以曲柄存在、杆长协调和传动角限制等为约束条件,建立机构不带预定时标近似轨迹综合的约束优化模型。结合自适应罚函数法,应用社会认知优化(Social Cognitive Optimi⁃zation,SCO)算法求解该问题。为提高SCO算法的收敛精度和速度,以差分进化(Differential Evolu⁃tion,DE)操作为邻域搜索算子,设计一种加速社会认知优化(Accelerating Social Cognitive Optimiza⁃tion,ASCO)算法。给出机构综合实例,轨迹分析结果表明,所建立的模型和提出的ASCO算法可行有效。比较了基本SCO、DE和ASCO算法求解该机构综合实例的优化性能,数值实验显示,ASCO算法的收敛速度、收敛精度和稳健性等性能指标优于基本SCO和DE算法。 展开更多
关键词 球面4R机构 轨迹综合 约束优化设计 社会认知优化算法 差分进化算法
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球面四杆机构的尺寸型 被引量:5
14
作者 李剑锋 《甘肃工业大学学报》 1992年第2期39-45,共7页
本文将平面铰链四杆机构的研究方法推广到球面四杆机构中,在有关球面四杆机构的研究基础上,讨论了上述两种机构在空间模型、分布子域、机构基本类型以及三坐标平面区间图的建立诸方面的同一性。建立了球面四杆机构的尺寸组合与空间模型... 本文将平面铰链四杆机构的研究方法推广到球面四杆机构中,在有关球面四杆机构的研究基础上,讨论了上述两种机构在空间模型、分布子域、机构基本类型以及三坐标平面区间图的建立诸方面的同一性。建立了球面四杆机构的尺寸组合与空间模型上点之间的对应关系,进而讨论了球面四杆机构的尺寸型。由于所述两种机构各有其特点,文中还就两种机构在使用空间模型及三坐标平面区间图的不同之处给予了说明。 展开更多
关键词 球面四杆机构 模型 尺寸型 同一性
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球面四杆机构摇杆摆角及其图谱制作 被引量:2
15
作者 李剑锋 《甘肃工业大学学报》 1993年第1期53-59,共7页
基于特征球面四杆机构的概念建立了球面四杆机构的封闭区间。以此为基础,可在一系列封闭图面内表示球面四杆机构的尺寸类型,并在其上绘制球面四杆机构的性能图谱。文中给出了特征球面四杆机构摇杆摆角公式,并结合实例绘制了摇杆摆角图... 基于特征球面四杆机构的概念建立了球面四杆机构的封闭区间。以此为基础,可在一系列封闭图面内表示球面四杆机构的尺寸类型,并在其上绘制球面四杆机构的性能图谱。文中给出了特征球面四杆机构摇杆摆角公式,并结合实例绘制了摇杆摆角图谱曲线。 展开更多
关键词 球面四杆机构 摇杆摆角 图谱
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转向装置球面四杆机构的综合 被引量:1
16
作者 姚进 《机械设计与制造工程》 2001年第2期12-13,共2页
提出了采用球面四杆机构作为转向机构与方向盘之间的运动传递 ,并建立了车辆转向曲率与转向机构输入构件转角的关系。在此基础上获得了球面四杆机构输入—输出关系和机构优化综合数学模型 ,最后绘出误差曲线 ,以验证所提出方法的有效性。
关键词 球面四杆机构 机构综合 汽车 转向装置
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球面4R机构四位置综合的类型图方法
17
作者 王光明 史立新 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期336-340,共5页
球面4R机构的四位置综合,由于计算量大,求解质量难以预先把握和控制,且具有实质上的盲目性,妨碍了球面4R机构在工程技术领域中的推广和应用。在对美国加州大学欧文分校所提出的类型图方法进行剖析的基础上,利用球面Burmester理论的相关... 球面4R机构的四位置综合,由于计算量大,求解质量难以预先把握和控制,且具有实质上的盲目性,妨碍了球面4R机构在工程技术领域中的推广和应用。在对美国加州大学欧文分校所提出的类型图方法进行剖析的基础上,利用球面Burmester理论的相关原理,基于MATLAB平台,提出了类型图及其缺陷甄别的一种几何实现方法,将Burmester曲线综合出的全部球面4R机构进行属性分类,使得设计者可以在众多可行的机构综合方案中迅速定位到满足工程需要的机构,很大程度上解决了球面4R机构四位置综合中的复杂性和盲目性难题。通过算例证实了该方法的有效性和实用性。 展开更多
关键词 球面4R机构 Burmester曲线 类型图 MATLAB
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球面四杆机构三坐标平面及空间点的平面转换 被引量:1
18
作者 李剑锋 《甘肃工业大学学报》 1993年第2期49-55,共7页
球面四杆机构的7种封闭区间对应的空间三坐标平面区间图共有三种。本文给出了这三种空间三坐标平面区间图及其上的点向二维坐标平面转换的转换公式。所推得的转换公式即为用计算机绘制球面四杆机构性能图谱的基本公式。
关键词 球面四杆机构 转换公式 三坐标平面
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FRP球形压力容器缠绕机机械联动控制研究
19
作者 张吉法 邹方利 《武汉理工大学学报(信息与管理工程版)》 CAS 2008年第6期909-911,共3页
提出了一种新型FRP(树脂基纤维增强复合材料)球形压力容器专用缠绕成型设备,并对其机构控制方案和传动链进行了简要介绍;根据球形压力容器平面缠绕原理确定了轮盘有效直径和连杆有效长度的计算方法;分析了伸臂机构的受力状况并提出了机... 提出了一种新型FRP(树脂基纤维增强复合材料)球形压力容器专用缠绕成型设备,并对其机构控制方案和传动链进行了简要介绍;根据球形压力容器平面缠绕原理确定了轮盘有效直径和连杆有效长度的计算方法;分析了伸臂机构的受力状况并提出了机构在正常工作的条件下相关参数的计算方法;对缠绕过程中扩(缩)孔相应的3个参数的调整进行了讨论。实践证明,该机构结构简单,成本低,易于推广。 展开更多
关键词 纤维缠绕 球形容器 机械联动控制
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球面六连杆机构可动性自动识别方法
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作者 王君 聂良益 +2 位作者 丁华锋 龚雅静 何红秀 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期221-227,共7页
针对球面六杆机构的可动性中的分支(装配方式或回路)问题,提出了一种基于机构关节旋转空间的概念和判别式方法来分析球面六连杆机构分支的形成,并提出了球面六连杆机构运动连续性矫正的分支自动识别算法.利用判别式方法和关节旋转空间(J... 针对球面六杆机构的可动性中的分支(装配方式或回路)问题,提出了一种基于机构关节旋转空间的概念和判别式方法来分析球面六连杆机构分支的形成,并提出了球面六连杆机构运动连续性矫正的分支自动识别算法.利用判别式方法和关节旋转空间(JRS)的概念,球面六杆机构的分支很容易识别.该方法是普遍及概念上直观的方法,并通过实例解释了该方法的应用. 展开更多
关键词 球面六杆机构 可动性 分支 关节旋转空间 识别方法
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