飞行员动态空间表征建构的策略研究

运用动态视觉空间工作记忆任务探讨了飞行员和对照组的动态空间表征的建构特征。从两个方面考察策略运用:(1)在客体运动轨迹表征反应选择项上,根据客体运动轨迹的几何特征将选择项设置为整体型策略和局部型策略;(2)有关策略运用的问卷测试。结果发现,在完成运动轨迹的动态工作记忆时,飞行员更多采用整体策略,控制组更多采用局部。结果提示具有较高空间能力的飞行员在合并运动刺激元素、整合客体表征转化为整体表征时具有优势。最后提出"延时动态空间表征"表达运动客体运动轨迹表征,其空间构型依赖于一段时间的客体运动特性的积累。

新型2URU-2RSS并联机器人机构运动学分析多目标优化

提出一种半对称的2URU-2RSS并联机器人机构,该机构由4条支链构成,结构紧凑且具有较好的转动性能。根据方位特征集理论研究机构的运动性质和自由度性质。基于杆长约束条件,建立运动学方程,得出位置正解和逆解,并以2组数值算例分析验证运动方程解的正确性。同时通过规划空间的螺旋线运动,研究驱动副φi的变化,以此验证机构的运动性能。利用雅克比矩阵确定正、逆向奇异构型,并分析机构的理论工作空间以及可达工作空间内的动平台最大、最小转动角的空间分布图谱。研究不同结构参数对性能的影响趋势。最后,提出任务工作空间内的整周回转能力利用率作为反映实际转动能力评价指标,建立任务工作空间利用率η和整周回转能力利用率μ作为优化目标。选择NSGA-II算法得到Pareto最优尺度参数解,并进行算例分析验证目标模型的有效性。结果表明:任务工作空间内的整周回转能力指标最高可达99%以上,任务工作空间利用率最高可以提升至40%;机构的整体性能得到极大改善。

三平移4PPa-2Pa并联机构运动学分析与优化设计

设计一种三平移4PPa-2Pa并联机构,根据方位特征集分析机构自由度,建立运动学方程并推导得到逆解,通过数值算例对运动学正逆解进行验证,采用极坐标搜索法得到机构的工作空间,建立能够适应不同给定任务工作空间的包含约束的数学模型,分别以长方体和球体的任务工作空间为例,以工作空间体积V最小化作为优化目标函数,通过遗传算法优化得到满足给定任务工作空间下所对应的结构参数优化解。研究结果表明:优化后的工作空间恰好和给定的任务工作空间相切,工作空间利用率显著提升,通过算例验证了该模型的正确性,具有一定的应用价值。

线性驱动并联机构基于有效工作空间比的尺度优化

提出了1种并联机构工作空间的几何求解及尺度优化方法。首先,借助闭环矢量法构造了线性驱动6自由度并联机构的位置逆解模型;推导得出并联机构定姿态可达工作空间的边界曲面方程,获得精确的3维可达空间;提出"有效工作空间比"概念,以刻画可达工作空间的有效尺度域;最后,在考察归纳机构关键尺度参数对有效工作空间比的影响规律的基础上,以包络已知任务空间的可达空间体积最小作为目标函数,结合有效工作空间比取值范围、驱动关节位移范围、构件干涉及尺度约束等约束条件,联合应用模拟退火+模式搜索算法进行了机构关键尺度参数的优化设计。研究成果可为并联机构的结构设计奠定必要理论基础。