基于齐次变换矩阵数值解的6自由度并联机构位姿正解解算

为提高6自由度并联机构位姿正解求解速度,提出了一种基于齐次变换矩阵数值解的位姿正解解算方法.结合齐次空间变换矩阵前3阶顺序主子矩阵的正交特性及各液压缸杆长约束条件,建立了以齐次变换矩阵12个元素为未知量的非线性方程组的数学模型,得出了雅克比矩阵解析总表达式,采用牛顿拉夫逊法算法逐次迭代得到齐次变换矩阵数值解,再根据齐次变换矩阵与位姿转化关系求解对应位姿.结合实例,利用位姿正解仿真解算模型对所提出的位姿正解方法准确性及高效性进行了验证.结果表明:以齐次变换矩阵元素为变量的位姿正解解算方法比以位姿为变量的传统计算方法速度快.

齿轮连杆机构力分析与运动仿真

使用广义型转化法对齿轮连杆机构力分析与运动仿真进行了研究 ,给出了完善后的齿轮连杆机构型转化单元力分析模型。以 VC++6.0为工具 ,开发了一套齿轮连杆机构二维造型及运动副定义图形系统 ,编制了通用程序 ,实现了含有 P副、复铰及高副的齿轮连杆机构从结构分解、运动分析到力分析自动求解及可视化仿真。

Matlab环境中机构运动仿真分析的不同方法比较

机构运动分析是机械原理课程实验中非常重要的教学内容之一。以曲柄滑块机构为例,在Matlab环境中通过常规编程、Simulink积分仿真、simMechanics仿真等方法对曲柄滑块机构的运动参数进行分析,将通过实验装置和分析结果进行对比。结果表明,3种方法均可以有效地进行机构运动仿真分析,且各有不同的特点和优势,适合具有不同基础的学生进行学习和使用,为机构运动仿真分析实验提供了有效的支持和帮助。

连杆机构运动学统一建模及通用系统设计

提出了连杆机构的通用模型表达；基于矩阵法，推导了机构运动学统一建模公式；在以上基础上，实现了连杆机构运动学分析的通用系统ＧＨＭＥＣＨ。

新型Ⅲ级连杆机构液压滚切剪研究

通过对国内外现有的板材剪切机结构的原理分析,创新性地提出一种新型的单液压缸驱动的液压滚切式板材剪切机,获得PR-11RⅢ级杆组的复合连杆机构简化模型。在简化模型的基础上利用坐标转换的方法得出剪切机构上刀台上任意点的坐标表达式,以推广应用的某大型机械有限公司2 000 mm单液压缸驱动的液压滚切式板材剪切机研发项目为依托,借助MATLAB软件对剪切机构进行运动学仿真分析。仿真结果得出关键点的轨迹及上下剪刃重叠量的计算结果均符合实际生产要求,进一步证实了该新型单液压缸驱动的液压滚切式板材剪切机构设计的合理性与运动学模型的正确性。

典型零件车铣复合加工的运动学特征分析

为确定典型车铣零件不同特征的加工中刀具相对于工件的位姿变化及车铣复合机床各轴的运动学特征,提出一种车铣复合加工运动学特征分析的方法。在分析车铣复合机床各轴的结构配置的基础上确定其运动链,根据D-H修正标记法建立坐标系得到其运动学模型,然后根据运动学和逆运动学推导机床的成形函数矩阵。通过齐次坐标变换描述典型车铣零件不同特征加工中刀具相对于工件的位姿变化关系,并与得到的成形函数矩阵联立求得机床各轴的运动函数。通过该函数可以分析车铣复合加工过程中的运动学特征。最后以非共轴车铣零件为例进行车铣复合加工运动学特征分析,结果表明所提方法可以用来分析车铣复合加工中刀具相对于工件的位姿和机床各轴的运动。

一种新的描述和分析变胞机构的拓展全息矩阵

论述了描述变胞机构构态变换的矩阵表达方法,提出一种能描述变胞机构构态所有结构信息的拓展全息矩阵。通过检索该矩阵,可获得机构中运动副数、构件数、多元构件、多元复绞、多元构件结构尺寸、构件间的连接关系等所有运动链结构信息,增加拓展列表达机构的原动件及机架等运动学参数。分析了3种典型构态变换公式(构件数目增加、减少及运动副类型改变),通过一个案例论证了该矩阵和构态变换公式的正确性。提出了一种新的表达机构所有结构和运动学信息的矩阵,基于此实现了变胞机构变胞和运动学分析的程序化设计。

平面2R机械臂运动学分析

为了研究平面2R机械臂各连杆的位移关系和速度关系,将机械臂看作一个开式运动链,开链的一端固定在基座上,另一端是自由的,它是由连杆通过转动关节串联而成的,关节的相对运动导致连杆的运动,使末端到达所需的状态。在每个连杆上固接一个坐标系,然后描述这些坐标系之间的关系,通过齐次变换矩阵和雅克比矩阵分别求解运动学正逆解。结果表明:连杆杆长、关节角度会决定末端点位姿;末端点的运动状态也会联动影响关节角度和角速度。