伺服冲床主传动机构构型及运动学优化设计

伺服冲床是一种高速高频高精的新型板材冲压机床,其主传动机构构型、尺寸、性能直接影响冲床的精度、效率、冲压力等主要工作性能参数。通过分析现有机构构型,对伺服冲床主传动机构进行构型设计,并分析两种不同类型的机构特点。总结目标函数法和性能图谱法两种优化方法的特点及适用情况,提出基于目标函数法的冲床主传动机构优化目标函数,并采用两种优化设计方法分别对两类主传动机构进行尺度综合,验证了不同类型机构的特点。该研究对伺服冲床主传动机构构型及优化设计提供了思路及方法。

基于GF集的三自由度移动并联机构构型研究

GF集是对机构末端的运动特征进行描述的集合.介绍GF集的基本概念、求交运算法则和基于GF集的并联机构构型理论,提出了基于GF集的三自由度移动并联机构构型方法.根据该构型理论,得到可构成三自由度移动并联机构的GF集的各种组成方式,并列举出具有确定运动特征的支链,利用这些支链构造了三自由度移动并联机构.最后,根据GF集的求交运算法则,分析了一种具有三自由度移动特征的并联机构.

基于遗传机理的机构构型设计系统的研究——机构创新设计系统研究之四

将生命科学的遗传机理应用于机构创新设计之中 ,采用适合描述机构型式的染色体编码方法 ,用生命进化机制模拟机构的演变 ,产生符合设计要求的机构型式 。

试析机械机构构型的创新设计

随着社会对机械性能要求的提高,机构构型的创新设计更加引起人们的关注。文章从机械机构构型创新设计的概念和目的分析入手,探讨了机械机构构型创新设计的原理和原则,此外,文章还应用了实例来说明机械机构构型创新设计的相关问题。

3-CRC并联机构构型变异与性能分析

通过改变已有3-CRC并联机构运动支链的配置方式,得到了一类运动完全解耦的新型三平移并联机构,并导出了机构的位置正反解方程。利用机构的完全解耦性与位置方程导出了机构工作空间的解析表达式,并对两类机构的解耦性能与工作空间进行了对比,验证了新机构优良的运动性能,为其后续的研究和应用提供了依据。

五自由度并联机床机构构型分析

针对目前的并联机构构型方法在构造一些五自由度并联机构的时候出现的问题,提出了运动矢量的概念,在此基础上提出一种新的构型方法.并使用该方法为五自由度并联机床构造了并联机构.在构造支链的时候,提出了"奇异机构"概念,并用它构造了一个复合运动副.实践证明,上述方法是有效且简洁方便的.

基于AHP-FCAM的机构构型方案评价和决策

本文针对机构构型方案的评价决策问题,采用层次分析法确定机构构型方案的评价指标权重,通过确定评价目标﹑构建起基于AHP-FCAM的综合评价模型,可以科学地针对方案设计阶段的机构构型方案进行评价,并进行有效的决策。

浅谈机械机构构型的创新设计

伴随社会生产力的不断提高,对于机械的性能有了更高的要求。在我国科学技术日新月异发展下,机械产业领域也获得了较大的发展。发展的期间,社会化生产与科技进步的相互促进的同时,也出现一系列供需矛盾导致的很多亟待处理的问题,对于机械机构提出了更高的要求。为了有效的处理企业生产运行中面临的问题,亟需对机械机构构型进行优化设计方法,进而推动机械行业的发展,增强机械构型的性能,提高机械设备的工作效率,达到节约能耗的作用。鉴于此,特对机械构型的设计方式加以探讨,特别在机械结构创新设计方面需要引起人们的重视。本文从机械机构构型创新设计的理念着手,阐述了机械机构构型创新设计的原则,同时还通过案例来体现机械机构构型创新设计的有关问题。

人-机运动相容型下肢康复训练外骨骼机构的构型设计与分析

对人-机运动相容型下肢康复训练外骨骼机构的构型设计进行研究,根据下肢的生物骨骼模型和下假肢膝关节设计技术,建立与人体下肢运动功能接近的刚体骨骼模型。分析人-机关节运动属性差异和人-机连接位姿偏差对人-机运动相容性的影响,基于人-机闭链的自由度分析和在人-机连接环节中增置连接关节,提出一种人-机运动相容的下肢外骨骼机构构型,并对无连接位姿偏差和有联接位姿偏差的骨骼-机构联体模型进行了ADAMS运动仿真分析。结果表明,在人-机连接环节中增置连接关节后,可以避免因人-机关节运动属性差异和人-机连接位姿偏差导致的人-机运动干涉现象,实现外骨骼机构运动与人体下肢运动的完全相容。

径向可伸缩式车轮机构的构型设计与分析

针对航天发射时运载工具性能需求和有效载荷舱空间有限的矛盾,提出一种径向可伸缩式车轮机构。在分析径向可伸缩式车轮机构组成原理的基础上,对车轮机构进行拓扑综合分析,即车轮构型分解与综合。以车轮机构的轮缘环链为单元构型,进行拓扑变换分析,分类讨论轮缘环链外接副的三种型式。通过构态分析确定径向可伸缩式车轮终态的运动情况,验证所设计车轮构型的正确性,为该机构在航天领域的实际应用提供理论条件。

月面六足机器人机构设计与行走控制方法综述

随着中国后续月面探测任务向更加复杂特殊地形深入,对具有强地形适应性的月面机器人提出了迫切需求。六足机器人具有机构冗余、行走静态稳定的特点,是应对月面复杂地形高机动性移动的典型解决方案。调研了国内外月面六足机器人的研究现状,对比了不同月面六足机器人的技术特点。在此基础上,梳理了现有六足机器人的机构设计和行走控制方法,对机器人单腿机构、足端构型、多足布局方式、步态规划与切换、足力分配与柔顺等方面进行了系统总结,以期为中国月面六足机器人的工程应用提供参考。

双轮差速驱动式服务机器人移动机构构型多目标优化设计

移动机构构型对轮式服务机器人的静态稳定性、动态平稳性、驱动力等具有重要影响。以双轮差速驱动的六轮移动底盘为研究对象,分析移动机构构型中车轮布局与移动底盘静态稳定性、动态平稳性、越障驱动力及转弯驱动力的相互关系;在此基础上构建了面向车轮布局的多目标优化模型,利用MATLAB遗传算法优化工具箱进行多目标优化求解;以移动底盘的俯仰角、侧倾角及驱动力矩作为性能评价指标,运用ADAMS虚拟样机技术对优化前、后的移动底盘进行运动仿真。仿真结果表明,优化后的移动底盘的俯仰角与侧倾角分别减少了17.6%和32.2%,驱动力矩平均值与均方根值下降了3.7%和4.3%,从而有效提升了移动底盘的运行平稳性及续航能力,也验证了所建立的多目标优化模型的正确性和有效性。

复杂平面机构装配构型的求解分析与选优

本文基于以有序单开链为基本单元的机构结构理论，给出了一类复杂平面连杆机构运动全过程装配构型求解的一种简便数值计算算法及其计算机自动生成软件，为机构实际装配及类型选优提供了基础。

对称结构Stewart并联机器人的位置正解及构型分析

对具有对称结构的 6- 6SPS Stewart并联机器人的位置正解问题进行了研究 ,以活动平台的铰链坐标为未知量 ,按定杆长约束条件建立了对称并联机器人位置正解的数学模型 ;以结构参数和杆长变量作为修正变量 ,构造了一种新的系数同伦方程 ,运用该方法可以快速得到同类并联机器人的全部2 8组位置正解。这种方法可以方便地求出不同结构参数和杆长变量同类机构的位置正解 ,其数学模型简单 ,并且不依赖初值。基于位置正解对 Stewart并联机器人存在的实际装配构型进行了分析 ,给出了数值计算实例。

基于G_F集的三移两转并联机器人构型研究

GF集用于对机构末端的运动特征进行描述.首先介绍GF集的基本概念和基于GF集的并联机构构型方法,而后提出了基于GF集的三移两转(3T2R)并联机构构型方法.根据该构型方法,得到可构成3T2R类并联机构的GF集的各种组成方式,并列举出具有确定运动特征的支链.最后,根据GF集的求交运算法则,构造了3T2R类并联机构.

基于SolidWorks的果蔬采摘基本构型库的设计

少自由度串、并联机构构型是果蔬采摘机构构型综合的基本单元。为此,基于SolidWorks2008软件,采用尺寸驱动的设计方法,开发了少自由度串并联基本构型库系统。通过建立基本构型三维模型模板,创建机构性能属性信息数据库,利用Visual C++设计系统交互界面,编写API和ADO接口程序,实现基本机构构型参数化设计和属性信息查询修改功能,为果蔬采摘机构构型智能、高效和高质量综合提供设计资源平台。

单顶点多折痕折纸形式启发的空间折展机构

针对一些特定功能小卫星需要可展式的功能结构,如可展天线、可展太阳能电池阵列,提出一种单顶点多折痕折纸形式启发的空间折展机构。展示了用于设计该机构的机构构型,研究发现此种构型不仅可将平面结构进行折展,也能将可包络回转曲面的锥形结构进行折展。进而提出了用于机构设计的几何模型及为快速判断机构的几何尺寸是否满足设计要求的近似几何模型。通过算例及仿真校验,发现近似几何模型可以进行快速判断。同时该机构具有较高折叠效率,适用于尺寸约束严格的小卫星。

超高压输电线悬垂绝缘子串激光除冰机器人构型设计研究

绝缘子是超高压输电线路上的重要装备,由于长期服役于高空、高压恶劣作业环境,以及冬季极端低温环境下会造成的绝缘子串覆冰不仅增大了绝缘子串的重量,而且还会影响绝缘子的电气绝缘性能,特别是绝缘子串上片与片之间所形成的冰凌会直接导致绝缘子片间短路,因此,去除超高压输电线路绝缘子串间的冰凌是保证输电线路正常运行的一项常规作业任务。提出了一种基于激光技术的绝缘子新型除冰机构及除冰方法,设计了激光除冰机器人的基本机械构型,通过无人机的复合,搭载激光装备实现绝缘子串冰凌去除作业,提出了相应的激光除冰作业运动规划,相比传统机械除冰、热融冰等方法,激光除冰作业是一种非接触式的除冰方法,其作业效率高,更适用于远距离除冰,对于超高压多分裂输电线路所处的野外复杂作业环境具有更强的实用性。最后,通过激光装备的2自由度偏转角的测试实验和不同作业方式效率及性能对比测试实验,验证了所设计的激光除冰机构能够无盲区地实现绝缘子串除冰作业,同时输电线路激光除冰的可行性最高,激光除冰机器人虚拟样机系统的研究对于绝缘子激光除冰机器人物理样机开发及其实用化研究具有重要理论意义与实际应用价值。

基于运动轨迹图形拟合的辅助人体侧翻机构设计研究

仰卧位侧翻是长期卧床患者有效预防压力性损伤病症的有效措施之一,研究人体运动机理并进行辅助人体仰卧位侧翻机构的拟人化设计具有重要意义。人体肩部和臀部是辅助仰卧位侧翻较为关键的施力位置,基于人体解剖学分析肩部和臀部骨骼的空间运动,建立运动标记模型,并进行人体仰卧位侧翻运动捕捉实验,得到肩部和臀部的运动轨迹图形与连杆模型特征信息。通过分析连杆长度和角度的变化过程进行图形几何分析与连杆机构简化,基于运动轨迹图形拟合的辅助人体侧翻机构构型,并对机构进行运动学仿真分析,运动仿真结果和实验图形的拟合误差较小,验证了所提出的辅助人体侧翻机构拟人化设计方法的合理性,相关研究结果可为人-机运动协同性辅助侧翻康复辅具的设计提供理论依据。

面向多任务的10kV配网线路检修机器人构型设计及应用

电力机器人是提高10kV配网线路检修作业效率的重要装备。目前,配网带电作业方法主要包括斗臂车绝缘手套法和绝缘操作杆间接作业法,其均存在受地形和设备结构制约、安全风险高等问题,难以满足县域配网带电作业的需求。笔者面向线路断接引线作业、柔性电缆搭建旁路作业等任务,研究开发设计了专门实用于10kV配网线路检修机器人的线夹搭火装置、剥皮器、剪线器、快速更换末端的基本构型,提出了机器人的作业运动规划,建立了机器人的三维实体模型,研制开发了可远端操作的巡检作业机器人物理样机。最后,在现场实际带电线路上进行机器人物理样机的人机协同作业试验,结果表明,所开发的机器人物理样机能够更加高效安全地完成相应作业功能。