双平行四杆式上下车机构设计与优化

针对现有高龄群体及下肢行动不便患者上下车装置结构复杂、工作步骤繁琐、运动轨迹柔顺性差等问题,提出一种双平行四杆式上下车装置。首先根据国内电动轮椅相关标准与某车型尺寸确定了动平台主要尺寸,研究双平行四杆机构运动特性,建立数学模型,对其进行优化设计,再将优化后的参数建立虚拟样机模型,仿真上下车机构的运动特性。结果表明所开发的双平行四杆机构上下车装置,结构简单,运动稳定,能够满足用户完成自主乘坐汽车出行的需求,也为其他上下车装置的研究提供了一定的参考。

双平行四杆型远程运动中心机构的设计

双平行四杆型远程运动中心机构作为腕部结构广泛应用于微创手术辅助机器人中,可为手术工具提供一个相对固定的插入点。基于这个特点,通过型综合给出这类远程运动中心机构的10种可能构型。通过杆件的弯折可以合理地安排虚拟转动中心的位置,并为末端执行器和驱动电动机留出安装的空间。根据设计需求,使用6个参数完全确定机构连杆长度尺寸,并说明了这些参数的物理意义。分析受力和结构刚度用来决定杆件断面参数,使设计的机构体积小,重量轻。对整个机构进行驱动力矩估算以便选择合适的电动机,并指出对于一个双平行四杆型远程运动中心机构,可以使用一个配重使其平衡。最后给出应用实例说明了该机构的可行性和有效性。

直角柔性铰链单平行四杆机构输出位移分析

为了分析直角柔性铰链单平行四杆机构在导向过程中的导向位移及耦合位移,根据其结构的对称性,在对支撑结构进行受力分析和变形分析的基础上建立了单个支撑的半段梁模型,采用椭圆积分法推导了导向梁在大载荷下导向位移及耦合位移计算公式,最后采用有限元方法和实验对理论模型进行验证,并分析了造成理论值、仿真值和实验值之间出现误差的原因.研究结果表明,在柔性梁的弹性范围内,力与导向位移近似成线性关系,与耦合位移成类指数关系,理论值和实验值之间的最大误差分别为5.1%和8.5%;理论、仿真和实验所得的导向位移-耦合位移曲线基本重合.

平行四杆机构在点焊机器人中的作用

结合国产的HT12 0点焊机器人 ,分析了平行四杆机构对机器人可达工作空间的影响 ;对机器人平行四杆机构模型进行了详细的动力学分析。分析结果表明 ,平行四杆机构能改善点焊机器人的动力学特性和使用性能 ,但在实际应用中仅使用平行四杆机构来保持动平衡是不够的 ,还必须和其他平衡方式结合使用才能获得比较满意的效果。

单平行四杆柔性铰链机构的输出位移和耦合误差分析

本文建立了单平行四杆柔性铰链机构的输出位移和耦合误差的公式 ,并用有限元法分析其主要参数对输出位移和耦合误差的不同影响 ,指出耦合误差的存在对纳米级工作台的定位精度和分辨率有较大的影响。

直角切口柔性平行四杆机构的输出位移分析

柔性铰链是目前被广泛用于微动机器人的主要部件之一.为了深入分析精密传动用柔性平行四杆机构的位移性能,利用材料力学弯曲变形理论的挠曲线近似微分方程,建立了计算直角切口柔性平行四杆机构输出位移的数学模型.设计了一个简单的柔性平行四杆机构模型,采用MATLAB7.0软件对其进行理论计算,并利用商用软件ANSYS10.0进行有限元分析.采用线切割的方法加工了一个样件,并进行了相关实验.最终结果表明:数学模型的理论值与有限元仿真值很接近,但与实际样件的实验值有一定的误差.通过误差分析,证实了存在这种误差的合理性,从而验证了所建数学模型具有较高的参考价值,可以作为柔性铰链平行四杆机构行程优化设计的指导理论.

丝杠螺母驱动平行四杆升降机构的设计与分析

在阐述了牙科用椅传动机构传动特点的基础上,对升降机构进行了相关的分析研究与综合,计算得出了升降机构推程力的数值,确定了传动机构各部件的尺寸参数,校核了丝杠螺母机构的自锁性能.依据确定的传动参数对丝杠的强度性能、螺纹的强度性能、丝杠螺母机构的稳定性进行了验算,从而设计出了满足机构要求的丝杠螺母机构,此外对其传动效率进行了计算,为升降机构的设计提供了理论依据,并对驱动系统的选型具有一定的参考价值.

柔顺平行四杆机构多目标稳健优化设计

为了提高柔顺平行四杆机构的稳健性,柔顺平行四杆机构应具备良好的结构尺寸。建立柔顺平行四杆机构有限元模型,对柔顺平行四杆机构的柔度和模态进行分析,以柔顺平行四杆机构的柔度和一阶固有频率为响应目标,柔性梁和刚性梁的长度、宽度、高度为设计变量,利用田口方法和灰色关联法进行多目标稳健优化设计,确定最佳组合参数。优化后的柔顺平行四杆机构具有更高的可靠性,并有效减小其波动性。分析结果表明,田口方法结合灰色关联法能有效应用于柔顺机构多响应目标稳健优化设计。

基于正交试验与层次分析法的柔顺平行四杆机构稳健优化设计

为了提高柔顺平行四杆机构设计结构稳健性,建立了柔顺平行四杆机构的柔度运动模型,针对该模型提出了一种基于正交试验与层次分析法的综合权重计算方法,以柔顺平行四杆机构柔度稳健设计为响应目标,柔性梁和刚性梁的长度、柔性铰链宽度、机构厚度为设计变量,结果表明综合权重分析方法能够准确判断的影响因素主次顺序,确定最佳参数组合,实现了柔顺平行四杆机构稳健优化设计。

微力测量系统中双平行四杆柔性机构抗偏载性能研究

为了提高微力测量系统中载荷传递的精度,并增加其抗偏载性能,研究了一种双平行四杆柔性机构。运用等效的思想,将柔性铰链部分的变截面厚度等效为一个恒定的厚度,并构建了其模型,简化了计算过程。引入奇异函数法分析双平行四杆柔性机构各参数对测力过程中抗弯刚度和抗扭刚度的影响,通过有限元软件验证了计算分析结果的正确性,为深入研究微力测量系统的传力机构、综合提高其各项性能提供了依据。

尺寸误差对平行四杆机构动态性能的影响分析

根据机构运动学理论,主要分析尺寸误差对平行四杆机构运动性能的影响,从制造、安装方面提出保证平行四杆机构动态性能的主要措施。

平行四杆机构的力学特性与新型担架的研制

担架是野外救援中救护伤员的重要医疗器械,但普通担架在具有一定坡度(如楼梯或陡峭的山路)的道路上使用时,要保持担架面水平,会给救援工作带来极大不便.本文对平行四杆机构进行力学分析,总结了四杆机构的一项力学特性,并对此项力学特性进行运用,设计出一种新型医用救护担架;通过简单的操作,该新型担架可实现在有一定坡度的道路上使用时,担架面和前后的把手能够始终保持水平,解决了在有坡度的道路上进行救援工作时要保持担架水平所带来的不便,使得救援工作如在平地上一样方便,具有很好的推广应用价值.

单平行四杆柔性铰链机构刚度特性分析

柔性铰链是并联微动机器人的柔性关节,其刚度特性直接影响到微动机构的定位精度。根据材料力学能量法推导了圆弧型柔性铰平行四杆机构刚度的解析式,利用ANSYS软件对柔性铰四杆机构刚度进行了验证,有限元分析结果与解析式的计算结果基本一致;并分析了柔性铰平行四杆机构的结构参数对其刚度性能的影响,为柔性移动副设计提供了有价值的参考。

基于正交实验法的柔性平行四杆机构类型与尺寸综合分析

柔性平行四杆机构被广泛应用于精密传动机构中,为了深入研究具有最优机构综合的柔性平行四杆机构,首先利用Solid Works对基于直梁型、正圆型和椭圆型3种柔顺铰链设计的柔性平行四杆机构进行建模,后利用ANSYS Workbench对3种柔性平行四杆机构进行了相关的比较分析,得出在同种变形情况下利用正圆型柔顺铰链设计的四杆机构具有最小的最大应力值。然后利用正交实验设计方法设计了一个三因素三水平的正交实验表,通过分析得出同种变形条件下基于正圆型柔顺铰链设计的平行四杆机构尺寸三因素的最佳组合设计,同时采用追加试验的方法验证了正交试验的可行性。接着利用SAS软件对正交试验表中的相关数据进行了多元线性回归分析,由此建立了最大应力值与三因素之间的数学模型,并利用该数学模型验算了最大应力值。最后,将ANSYS Workbench分析得到的最大应力值与SAS软件拟合模型通过计算得到的相关数值进行了误差分析,并通过计算得知两者间的平均误差不超过0.88%,从而验证了该模型具有较高的可靠性。采用的正交试验分析方法及SAS软件分析的思路对柔顺机构的设计及分析提供了一定的参考。

含间隙平行四杆收回机构的非线性动力学分析

课题组对农用机械中使用到的平行四杆机构进行了含间隙运动学的仿真分析工作,包括接触力程序代码的编写、子程序包的二次开发、运动结果的混沌现象定性分析以及影响变量的分析。仿真结果表明:1)运行速度和间隙值对机构的起始阶段影响最为显著,集中表现在初次碰撞时的穿刺量和碰撞接触力,这对设计运行速度和构件的圆度公差提出了特别的要求;2)该类型机构的展开角度设定数值应为60°,公差应控制在0.08 mm;3)该机构可为农用机械领域的设计提供理论依据和设计参考数值。

平行四杆机构杆长尺寸误差对机构性能的影响分析

结合机构运动学理论计算分析结果,论证杆长的尺寸误差对平行四杆机构运动性能的重要影响,为机构的受力分析及精度设计提供理论基础,并从制造、安装方面提出保证平行四杆机构动态性能的主要措施。

基于平行四杆机构的摩擦系数自动测量系统

为快速、准确、方便地测量不同农业物料的静滑动摩擦系数,结合Arduino UNO单片机和蓝牙遥控技术,研制了一种基于平行四杆机构的手机蓝牙无线遥控的散粒摩擦系数自动测量装置。结果表明,与常规测量装置对比验证,该装置可以快速、便捷并准确地测量出不同农业物料相对于不同材质平面的静滑动摩擦角和摩擦系数,可为种子筛选、窝眼选、电力选、带选以及各种清选部件、种箱导种板倾角、排种器的型孔和型槽所处位置的角度等各种运输、贮运部件设计提供了必要的基础参数。

双曲柄环板式针摆行星传动中平行四杆机构运动性能分析

针对双曲柄环板式针摆行星传动中的平行四杆机构,运用动力学原理分析了杆长尺寸随机误差对机构中铰链支反力的影响,并建立了力分析模型,为在设计双曲柄环板式针摆行星传动时更好地计算各构件的强度、运动可靠性等提供了一定的理论基础.

直角柔性铰链平行四杆机构的导向位移分析

为了实现对直角柔性铰链单平行四杆机构的精确定位,根据结构的对称性建立了导向位移分析的单支链模型,引入奇异函数法推导了直角柔性铰链单平行四杆机构的导向位移计算公式;利用ANSYS10.0软件对线切割加工的样件进行有限元仿真,分析了实验值与理论计算值及有限元仿真值之间存在误差的原因.结果表明,在弹性变形内,机构的导向位移与外力成近似线性关系;理论模型与有限元法所得结果相近,误差为1.64%,但与实验所得结果存在约5.76%的误差.机构的加工误差、材料的组织缺陷及加工过程中的加工硬化现象等因素都会使得实验值偏离理论值与仿真值.

双复合平行四杆机构的研究

对柔性铰链机构中导向部分所用的平行四杆机构、复合平行四杆机构、双复合平行四杆机构在静刚度、非线性度等方面进行了对比,着重对双复合平行四杆机构进行相关的参数分析和有限元计算。设计相关实验,验证了双复合平行四杆机构有很好的传动特性。