基于遗传算法的水空两栖机器人可变形翼剪叉机构优化设计

针对水空两栖机器人可变形翼的剪叉机构拟合问题,根据最优化思想,构建剪叉机构的几何模型,提出了一种优化算法以及优化流程框架。应用遗传算法对剪叉机构几何参数进行优化设计,探究剪叉单元数量与拟合误差值之间的关系,分析了优化结果对变形翼的影响,对水空两栖机器人可变形翼剪叉机构的设计有一定帮助。

全构型剪叉机构隔振性能研究

基于剪叉机构固有的结构非线性特点,使用非线性构件就能获得足够的承载能力和稳定性,因此有可能被用于低频隔振。通过数学分析及仿真,建立了6种安装构型的全构型剪叉机构统一刚度公式,研究了线性构件的不同安装构型及其安装参数对系统的隔振性能影响,研究结果表明,在不改变剪叉机构的系统结构参数前提下,仅通过改变线性构件的安装构型及其安装参数,即可利用同一系统得到显著不同的非线性刚度,从而实现特定的非线性特性,通过线性弹簧安装参数和构型的选择,可为系统隔振性能提升提供新路径,拓展剪叉机构在实际工程实践中的隔振应用。

不同液压缸布置方式下剪叉机构运动学和动力学分析

剪叉机构升降一般需要液压缸进行驱动,液压缸的不同布置方式会造成剪叉机构升降速度等参数的差异。本文利用速度瞬心法,分别推导了液压缸竖直布置和水平布置时剪叉机构升降速度与活塞杆伸出速度关系公式和活塞杆行程与台面升降行程的关系。通过对整机和单个剪叉杆的受力分析,建立了剪叉机构的动力学模型。推导两种布置方式下剪叉机构台面载荷和液压缸推力之间的关系公式。并以液压升降梯为例,运用仿真模拟两种布置方式的液压缸推力、活塞杆伸出量和台面升降速度,分析各自优势及适用场景。

液压缸双梁铰接式剪叉机构动力学及运动学分析

对液压缸双梁铰接式剪叉机构进行动力学及运动学分析,推导出液压缸活塞运动速度与剪叉机构升降平台速度的关系式及活塞推力与机构载荷的关系式,并根据实例计算结果描绘出恒定载荷下活塞推力与剪叉机构升降平台速度随平台起升高度变化曲线,为液压系统流量、压力的确定以及液压缸优化布置提供了理论依据。

剪叉机构升降台模糊PID控制

针对传统PID控制对剪叉机构升降台的非线性系统无法控制的问题,利用模糊控制较好地解决非线性因素造成的不利影响,设计基于模糊控制和PID控制的FUZZY PID剪叉机构升降台控制系统.对模糊系统的参数自动调整,避免设计过程中参数的大量调试工作,并使系统获得更好的控制性能.利用MATLAB针对不同控制器进行仿真,仿真结果表明FUZZY PID控制器消除了由系统非线性产生的爬行现象,使系统运行更加平稳快速,具有比PID控制器更好的控制效果.

虚功原理法进行多层剪叉机构受力分析

多层剪叉机构各杆有三个运动副连接,难以直接逐步求解,而往往采用解各杆力平衡联立方程得方法,或采用有限元分析法,总是比较麻烦,利用虚功原理可以使多层剪式机构的受力分析简单化。

平台车剪叉机构实验应力分析

为了对剪叉机构关键受力处数值计算结果进行验证,对剪叉机构进行了静态应力电测测试,并与ANSYS有限元计算结果进行比较。通过对应变片检测实验获得的各测量点的应力数据整理分析,验证了ANSYS计算所确定的最大应力点及最大应力值与实验结果较好地吻合,确定了剪叉机构最大应力点发生的区域,为结构设计和使用提供参考。

基于ADAMS的剪叉机构的参数化建模及优化设计

为了解决绘图桌的剪叉机构的铰链处水平方向受力变化幅度大,运动不稳定等问题,利用Solid Works软件进行机械设计,对剪叉机构存在的受力不均问题进行了分析,提出了一种用弹簧拉力平衡掉一部分载荷、减少铰链处水平方向受力的创新设计。总结了ADAMS参数化建模及优化设计的一般方法,基于此方法,建立了剪叉机构的参数化模型,进行了仿真实验,用ADAMS进一步优化设计,并且进行实物样机测试。仿真结果表明添加弹簧能大幅度减小铰链处水平方向受力,优化设计结果得到了设计变量的最优解,减小了机构受力变化幅度,实物样机测试验证了设计的正确性。

剪叉式液压升降机剪叉机构动态强度及疲劳强度研究

针对长期处于循环载荷作用下的液压升降机剪叉机构存在结构开裂的问题,分别对其进行了动态强度与疲劳强度研究,提出了基于有限元+多体刚柔耦合动力学+疲劳分析的联合分析法,对剪叉机构动态强度与疲劳强度进行研究。以某型自行走剪叉式液压升降机为例,利用SolidWorks辅助RecurDyn软件,建立整机多刚体动力学模型,再以HyperMesh/OptiStruct软件对其剪叉机构进行柔性化处理,建立多体刚柔耦合动力学模型,模拟极端工况下作业平台的升降运动行为过程,并提取到剪叉机构关键叉臂的动态应力时间历程;在此基础上,结合名义应力法,利用FEMFAT软件预测得到剪叉机构的疲劳强度。研究结果表明:当前剪叉机构能满足结构强度设计要求;剪叉机构中疲劳强度最薄弱区域位于第3组内叉臂的钣金与矩形管连接处,最小疲劳寿命为6.602×10^(3)次循环,有必要进一步优化结构。研究方法可为类似高空作业平台的动态强度与疲劳强度研究提供有价值的参考。

升降平台剪叉机构模拟优化

为了精简优化升降平台剪叉机构,采用CAD/CAE软件对剪叉机构进行运动学及动力学仿真,确定了液压缸的尺寸,对危险工况下剪叉臂铰点的受力进行分析,并对剪叉臂做有限元分析,得出剪叉臂的应力分布图及变形分布图。优化后的升降平台剪叉机构结构更加简单,降低了制造成本,推广应用前景广阔。

液压双层剪叉机构的运动学及流量分析

对双铰接式液压缸驱动双层剪叉机构进行运动学分析和液压缸关键参数确定,推导出剪叉机构平台升降速度与液压缸活塞运动速度的关系式,进而得到剪叉机构平台升降速度与液压缸流量变化关系式.根据实例利用Mathcad软件计算并绘制出整个起升角度范围内的液压缸活塞运行速度变化曲线及液压缸流量和行程曲线,对优化液压缸布置和液压系统设计具有一定的理论借鉴意义.

基于机液联合仿真的剪叉机构疲劳寿命分析

为解决工程机械复杂机液结构的疲劳寿命计算问题,以某型号高空作业平台剪叉机构为研究对象,提出了一种基于机液联合仿真的结构疲劳寿命计算方法.首先,建立了剪叉机构的机液联合刚柔耦合多体动力学仿真模型,分析了剪叉机构在举升过程中的受力情况,确定了极限工况为举升阶段79.2 s时刻,提取了各关键铰点处的载荷谱;并通过剪叉机构的油缸压力和结构应力测试实验,验证了动力学仿真模型的正确性;然后,基于联合仿真确定的极限工况和铰点载荷谱,对剪叉臂进行了极限工况下和单位载荷作用下的静力学分析,得到了剪叉臂结构应力分布情况;最后,利用铰点载荷谱和剪叉臂结构应力通过仿真获得剪叉臂疲劳损伤云图,确定了剪叉臂疲劳危险部位主要是剪叉臂各个零部件的连接位置处,为后续的疲劳寿命优化提供了基础.

升降台剪叉机构的时变非线性分析与控制

在分析了升降台剪叉机构的运动机理后，提出一种针对精确时变非线性对象的控制方式，改变了以前控制模式中的缺点，使得台面运动姿态得到有效控制，既保证速度均匀稳定，又能更准确地定位．仿真结果表明，该算法简单、实用．

液压缸驱动剪叉机构的运动学及动力学分析

对液压缸驱动的剪叉机构进行了运动学及动力学分析，推导出液压缸活塞运动速度与剪叉机构运动速度的关系式及活塞推力与剪叉机构荷重的关系式，并给出了实例及计算结果。

剪叉机构的疲劳寿命分析及结构优化

疲劳失效是剪叉机构主要失效方式之一,根据剪叉机构高周疲劳的特性,选择名义应力法对剪叉机构的疲劳寿命进行评估,建立剪叉机构的数学模型,基于子模型思想,对危险构件进行隔离分析,得到剪叉框架的最小疲劳寿命和最小安全系数的区域,进行结构优化,保证剪叉机构在设计寿命内安全运行。

剪叉机构铰链耦合模型的分析

介绍了剪叉机构铰链耦合模型的建立过程,对剪叉机构刚化机构和剪叉机构铰链耦合模型进行了有限元模态分析与对比,进而验证剪叉机构铰链耦合模型的正确性与合理性。

套筒式新型剪叉机构

针对剪叉机构在运动过程中平台受力点随时间变化等特点,提出了一种新型套筒式剪叉机构,以套筒式可伸缩杆为主要承力构件,采用分级顶推的方式上升。对2种机构进行了详细的运动学和力学分析,比较两者的主要性能差异,并通过实例与相关软件仿真验证了分析的正确性。给出了改进机构的优化条件,运用线性加权和法对改进机构做出了相应优化,利用有限元方法对其进行了模态分析,验证了机构的稳定性。

基于Spiralift和双剪叉机构的升降平台设计与分析

针对升降平台重载荷、低收缩高度以及高稳定性的需求,提出了一种基于Spiralift自组式螺旋电动升降装置和双剪叉机构的方案,由伺服电机结合拉绳式传感器实现高精度闭环定位控制。阐述了平台的机械结构与工作原理;分析了自组式螺旋电动升降装置结构特点及其选型、驱动电机功率计算方法;设计了一种能实现平台在任意高度位置的自动锁紧机构;并利用Solid Works对平台进行了三维建模和有限元分析。仿真结果表明,在加载2吨载荷时平台结构最大形变量为0.652mm,安全系数优于2.96。该新型结构为升降平台的设计提供了新思路。

基于Matlab遗传算法工具箱的剪叉机构推杆位置优化

某医用升降床以电动推杆为驱动实现剪叉机构的升降,电动推杆的安装位置不同会形成不同的推力曲线。在一定条件下,推杆形成的推力曲线影响升降系统的稳定性及剪叉臂的刚度和强度,因此,有必要对安装位置进行优化。文章通过虚位移法求得推杆的推力曲线数学表达式,采用Matlab遗传算法工具箱,对推杆位置进行设计研究和优化分析。遗传算法结果表明,改变推杆位置可使推杆最大推力减小,推力曲线得到优化。

基于虚功原理剪叉机构驱动力计算

简述剪叉升降平台的原理及分类;介绍了典型剪叉机构采用虚功原理的推力计算方法。结合工程应用,通过三维作图方法测量输出端位移变化与输入端位移变化关系,代替虚功原理的运动学分析,减小计算量。