平面五杆机构运动学和动力学特性分析

对平面五杆机构的运动学特性和动力学特性进行分析.推导了五杆机构的运动学正解和运动学逆解方程.借助Kane动力学分析方程,对五杆机构进行了动力学分析,分析结果表明惯性力对机构的影响很大.

平面五杆机构类型判别方法的研究

提出并验证了平面二自由度五杆机构双曲柄存在的充要条件 ,提出平面五杆机构的类型不仅与五杆机构的杆长有关 ,而且还与机架和原动件的选取有关。平面五杆机构若满足 :Lmax+Lmin1+Lmin2 ≤a +b(其余两杆的长度和 ) ,且当一个短杆为输入连架杆 ,而另一个短杆为机架或另一输入连架杆时 ,则该五杆机构必存在双曲柄。

平面五杆机构的惯性力平衡问题的研究

平面双自由度五杆机构惯性力平衡 ,可以通过加平衡质量来实现。通过对此类杆机构的研究 ,可以得到其惯性力完全和部分平衡的条件 ,并对一种特殊形式的双自由度五杆机构进行了分析。给出了实例 ,对惯性力平衡的效果加以仿真 。

基于Groebner基的平面五杆机构位置分析符号解

基于Groebner基法和计算机符号处理技术 ,对各种结构型式的平面两自由度五杆机构位置分析问题进行了符号求解。该法通过对变量的排序 ,建立多项式对的集合 ,求S -多项式 ,约简等运算 ,将一组多项式方程化简为一个同价的三角化方程组 ,得到了封闭形式的解析解。本文研制的软件可以适用于各种结构形式的平面两自由度五杆机构位置分析进行符号求解 ,导出的三角化的Groebner基不仅可以用于研究输入参数对输出构件位置的影响 ,也可以研究调节构件几何参数对输出构件位置的影响规律。

受控平面五杆机构轨迹实验台的设计

介绍了受控平面五杆机构轨迹实验台的总体系统设计 ,通过受控平面五杆机构轨迹实验台的合理设计 ,以保证受控平面五杆机构轨迹实验台的正常制造。

关于2-DOF平面五杆机构的双曲柄存在条件的再研究

对"杆组法"的研究思想作重要引伸和推广,发展和深化了"原动件与机架组"极端特征条件、"杆组"适应性条件的重要概念和提法,关于双固定铰链的2-DOF平面五杆机构的4种类型,通过系统、深入研究得到了其双曲柄存在的充分条件和必要条件。研究发现,该方法具有一定的通用性、有效性,可以向多自由度高级别平面机构、空间机构和机器人机构等作重要的延伸和推广。

利用质量重布方法的混合驱动平面五杆机构轨迹PD控制

在分析混合输入平面五杆机构动力学模型的基础上 ,对机构进行质量重布 ,使其动力学模型简化。利用简单的PD控制算法 ,对质量重布前后系统响应进行计算机仿真 ,结果说明通过调整五杆机构的质量重布可以更好地跟踪预定轨迹。

基于遗传算法的2-DOF平面五杆机构的优化设计

对一种平面两自由度五杆机构进行精度分析,给出了其运动学正解的简化模型及机构参数的误差影响因子矩阵。以执行端位置误差最小为目标建立了的优化目标函数,采用遗传算法求得全局最优解。

跳变负载平面五杆机构的切换控制

探讨平面五杆并联机构在负载跳变时的跟踪控制问题。用切换模型中的切换信号表示由负载切换带来的参数跳变,建立平面五杆并联机构的切换模型。采用多李雅普诺夫函数及平均驻留时间方法为系统设计切换滑模跟踪控制器,在负载跳变下实现渐近跟踪。利用该方法对平面五杆并联机构进行实验,结果表明,平面五杆并联机构在负载跳变下,能够保证渐近跟踪性能。

闭链二自由度平面五杆机构运动分析

应用矩阵法建立常用闭链二自由度平面五杆机构基本杆组运动分析数学模型,并据此编制相应的杆组位移、速度和加速度分析模块,开发了平面五杆机构的计算机辅助分析与仿真系统,实现了机构运动参数数值计算、运动线图自动绘制和机构动态仿真等计算机辅助可视化运动分析,所建立的数学模型与开发的程序具有较强的通用性.最后以机械系统动力学分析软件ADAMS进行仿真,验证了机构运动分析数学模型及程序的正确性.

常用平面五杆机构计算机辅助运动分析数学模型的研究

对于平面五杆双自由度机构 ,通过对其输入及输出构件进行不同配置 ,提出了平面铰链五杆机构和单滑块五杆机构的常用类型及其尺度约束 ,建立了机构杆组运动分析数学模型 ,并据此编制了机构运动分析软件。由实例看出 。

基于模糊优化的可调平面五杆机构多任务轨迹综合

针对可调平面五杆机构多任务轨迹综合问题,提出一种基于模糊集理论的机构轨迹优化综合方法。以机构实际实现轨迹与给定轨迹任务的位置误差最小为目标函数,建立可调平面五杆机构多任务轨迹优化综合模型,并采用模糊优化方法进行优化。在确定机构变量的约束条件时考虑了各设计变量、约束条件的模糊性,因此综合结果更加客观合理,并给出数字实例。

平面五杆机构的谐波-多目标遗传优化方法

平面并联连杆机构设计中,基于谐波特征参数的特点,提出了平面并联五杆机构的谐波特征多目标遗传优化方法。基于谐波特征参数,利用平面五杆机构参数设计的通用公式,得到平面并联五杆机构基于工作空间的解析解,并将此解析解用于生成NSGA-Ⅱ遗传优化算法的初代个体。将主动关节扭矩、主动臂转角、机构惯量作为优化目标,构建机构的多目标遗传优化模型,并根据并联机构的特点,对遗传算法中的遗传算子加入偏好性,提高了算法效率。

平面闭链五杆机构的动力学分析

用复矢量法[1]结合拉格朗日第二类方程对平面闭链的两自由度五杆机构进行了动态分析,给出其等效转动惯量,由导出的动力学方程指出影响平面五杆机构运动特性的关键因素、产生耦合的原因及解耦需满足的条件。提出了两自由度五杆机构实现完全解耦的可能方法,为平面闭链五杆机构的合理设计提供了必要的理论依据和简单可行的研究方法。

平面五杆可控机构运动性能和误差的研究

应用平面五杆机构的雅可比矩阵,分析输出运动的灵巧性。计算雅可比矩阵的条件数,通过对雅可比矩阵的微分,研究机构运动的速度误差。最后基于机械制造的工艺理论,对误差综合问题提出优化目标函数和约束条件。

平面铰链五杆机构的奇异性研究

推导了平面铰链五杆机构的雅可比矩阵,得出机构处于奇异位置时的姿态,并给出了避免五杆机构奇异的方法:当五杆机构雅可比矩阵的行列式det(J)=0时,可使规划的轨迹远离工作空间的边界,避免该种奇异;当五杆机构雅可比矩阵的行列式det(J)→∞时,可选择合适的机构尺寸、合适的机构位姿形式或使规划的轨迹不通过奇异轨迹避免机构奇异.开发了五杆机构奇异轨迹的仿真软件,为五杆机构的设计提供了依据.

平面铰链五杆机构的Matlab动力学求解

借助拉格朗日方程建立了平面铰链五杆机构的动力学方程,并编制了适用于M atlab软件的M函数模块,对给定的平面铰链五杆机构进行了建模和求解,求解结果表明五杆机构动力学方程具有耦合性,系统中的惯性力对机构的影响很大。

变参数欠驱动平面五杆机构的混沌运动

在机构运动过程中,如果机构的参数发生了变化,则机构的运动状态也必定会发生变化。以欠驱动平面五杆机构为例,研究滑块质量动态变化对机构运动的影响。以Simulink/SimMechanics和排列熵为主要研究工具,通过对机构混沌运动边缘分析,确定出了机构周期(准周期)运动、混沌运动的条件。在此基础上,分别以周期(准周期)运动和混沌运动为机构的初始运动状态,研究滑块质量有规律地增加的情况下机构的运动状态。研究表明,无论机构初始运动状态是周期(准周期)的还是混沌的,经过一定的时间之后,机构的运动状态都是混沌的。

4R1P型平面五杆并联机构的可动性与特征图表示

针对4R1P型平面五杆并联机构,引入虚杆概念。基于Grashof定理,将滑块可达空间分割为若干可动性不同的子域。根据三根RR型构件的杆长关系,将运动链与机构划分为三类和若干子类,给出其可动性的特征图表示。在此基础上,根据移动副参数、滑块位置、构件结构约束以及移动副的主动与否,具体得出运动链与机构的可动性。特征图分析方法适合于4R1P型所有平面机构和3R型平面开链机构。

平面闭链五杆机构动力学的研究

对双自由度五杆机构进行动力学分析，得到其耦合项，并对其进行分析。由分析结果得到一种新的构形，然后通过改变杆长和质量分配，使其满足解耦合的条件，并给出解耦合的结构类型和质量分布方式。