平面连杆机构动态静力分析的有序单开链法

任意一个复杂平面机构都可分解成结构因子为的有序单开链。在预先求解出共Ｋ个结构因子为的单开链上的约束反力之后，将复杂机构的力分析简化为一系列的易解双杆组的力分析，从而极大地简化了复杂多杆机构的动态静力分析过程，并可由计算机自动完成整个求解过程。

基于单开链有序求解的机构正向运动学建模原理及其两种求解方法

提出了一种基于单开链有序求解的机构正向运动学建模原理。将机构分解为一系列具有不同约束度值的单开链单元,再根据约束度总和为零的原则,将一系列单开链单元划分为若干个自由度为零、耦合度为κi的基本运动链(BKCi),逐一按BKCi建立含最少虚拟变量数目的机构位置方程;给出了具体的数值法和封闭法两种方法。由于数值法较简单,故用κ维搜索法直接求解机构位置方程;封闭法求解时先用Mathematica进行符号处理,从含变量数为κ的机构位置方程中导出一个一元高次的非线性位置正解封闭方程,再求解该一元高次方程。分别给出4个实例予以详细说明与验证。所提原理及求解方法思路清晰,可使机构正向位置方程中的变量和计算量大大减少,适用于求解任意复杂平面机构、空间并联机构的位置正解。

含复铰运动链的耦合度算法

机构耦合度和结构因子,是有序单开链法研究机构的组成原理、运动学与动力学的重要参数,在不含复铰运动链耦合度算法的基础上,根据双色拓扑图,给出了含复铰运动链耦合度算法,最后通过实例验证了算法的正确性。

典型并联机构拓扑结构特征分析

采用基于方位特征(POC)和有序单开链(SOC)的并联机构拓扑结构设计理论与方法,对Omni-Wrist III、PS+PRS+PSS、3-RRR球面、2-SPS+1-RPR,以及实现Schoenflies运动的3种3T1R机构(H4、4-R∥R∥R⊥R∥R、X4改进型)等7种具有较好实用价值的典型并联机构进行了拓扑结构具体分析,给出了它们的POC集、自由度、耦合度3个主要拓扑结构特征,这些特征反映了这些机构拓扑结构、运动学及动力学的基本性能,为其拓扑结构优化、运动学与动力学研究,以及设计和应用提供了理论基础;揭示了一些有利于并联机构设计和应用参考的共性规律。

基于Groebner基法的一般串联6R机器人机构逆运动学分析

基于Groebner基法,仅用Duffy的含3个未知变元的4个运动学方程,附加3个正余弦恒等式,不增加其他几何约束方程,对一般6R机器人机构逆运动学进行符号解分析,并得出一般串联6R机器人机构逆解最多为16解的结论.本文使用的数学机械化方法可推广到涉及非线性代数方程组的其他机构学问题的求解.

基于末端任务特征的操作机构型综合

依据锻造操作机的末端运动特征与输入和输出关联特性,将构型任务分为3组。建立机构运动输出特征矩阵,以有序单开链单元作为设计目标对主运动机构特征进行构型综合,然后基于系统整体特性与操作机极端服役环境对3组特征进行整合构造,最终得到众多操作机整机构型。分析了部分具有代表性的典型机构与新型机构的输入和输出关联特性与控制解耦性。结果表明,就控制解耦性而言,所综合出的部分新构型要优于传统构型。

一种可重构并联机构的拓扑特性分析

设计出一种可重构并联机构.首先,为了实现机构拓扑构型的重构,设计了一种可转换主、从运动和锁合的移动副;然后,将机构中的移动副设置为6类锁合方式,共重构出13种拓扑构型;接着,以锁合一个移动副为例,采用基于方位特征(POC)和有序单开链(SOC)的并联机构拓扑结构设计理论,详细剖析了机构的3个主要拓扑特性:POC集、自由度、耦合度;最后,列出了其它12种重构构型的拓扑指标,这些指标反映了可重构并联机构的运动学及动力学的基本性能,为后续的构型综合及运动控制提供了理论基础,进一步为可重构并联机构的推广提供了应用参考.

基于5-SPS并联机构的锚杆钻机机构拓扑特性分析

针对边坡锚杆钻机机构重要拓扑特性问题,利用基于方位特征(Position Orientation Characteristic,POC)和有序单开链(Single Opened Chain,SOC)的并联机构拓扑设计理论和方法,以5-SPS并联机构为研究对象,对该机构的方位特征、自由度、消极运动副的判定、驱动副的选取及耦合度等重要拓扑结构特性进行分析,为新型锚杆钻机后续构型综合和运动控制提供了理论基础,进一步为边坡锚杆钻机的应用提供了理论参考。

少输入-多输出并联机构的设计方法及其应用

研究提出少输入-多输出（Fewer input-More output,Fi-Mo）并联机构的设计方法及其潜在应用前景,为基于较少驱动输入而动平台具有多个独立及其伴随输出运动机构的装备设计提供理论基础。建立Fi-Mo并联机构的驱动输入数W、自由度数（Degree of freedom,DOF）及其输出方位数Nout三者的数学模型;给出了（15）-DOF Fi-Mo并联机构的所有基本类型;提出了Fi-Mo并联机构设计的基于驱动副逐个固化——等效支链替代的演化法,以及基于构造含伴随运动支链的设计法;分别以一平移两转动输出、三转动输出的Fi-Mo并联机构为例,详细说明了这两种设计方法的设计过程;介绍基于单自由度Fi-Mo并联机构的三种多维并联振动筛的研制及其试验情况。研究表明:Fi-Mo并联机构研究可望成为一个重要的研究方向,对产业发展所需的新型节能装备设计具有较好的指导作用。