杆长和惯性参数可变的平面可调五杆机构的动力学解析模型

可调机构模型的建立是研究可调机构控制问题的前提。基于运动分析、凯恩动力学方程和数字-符号方法,首次建立了杆长和惯性参数可变的平面可调五杆机构的动力学解析模型。将动力学模型的推导问题转化为特定条件下运用运动学和动力学计算公式求解机构驱动力矩的问题。将广义坐标以及杆长和惯性参数作为符号量,导出了模型矩阵元素的数字-符号表达式。研制的软件可以应用于研究广义坐标、杆长和构件的惯性参数对驱动力矩的影响。在计算机上离线生成了机构的动力学模型,大大减少了在线计算量。给出的机构动力学仿真实例证明了此方法的有效性。

具有可调整杆的主动平衡器

主动平衡器是一种能够实现柔性动力平衡的装置,由平面两自由度执行机构和控制电机组成,通过对其控制电机运动参数的设计来补偿机构动力性能的变化。鉴于该装置对机构输入扭矩变化的补偿作用不足,基于可调整机构的概念,提出一种具有可调整杆的主动平衡器的设计方法,即将主动平衡器执行机构的一个构件设计为杆长可变的可调整杆,通过对可调整杆杆长和控制电机转速函数的集成设计,对由负载变化引起的机构动力性能的改变进行补偿。提出基于灵敏度分析和优化设计的设计流程,以5R型主动平衡器为例给出了算例,结果表明:可调整杆的引入拓展了主动平衡器性能改善的设计空间,增强了其对机构动力性能,特别是对机构输入扭矩变化的补偿作用,具有更强的适应性。

多任务可调四杆机构刚体导引综合的符号解

提出了一种实现多任务刚体导引综合的可调平面四杆机构综合方法,导出了可调机构的刚体导引综合方程。通过调节连架杆的长度,可以实现不同任务的刚体导引综合。针对实现多个任务的可调平面四杆机构,采用数学机械法并结合计算机符号处理技术得到二杆组的全部实数解,从中任意选取两组解即可组成满足给定要求的平面铰链四杆机构。

基于平面表像法和多关节联动的刀具刃磨位姿调整

在工具磨床上刃磨刀具时,待刃磨面的位姿调整涉及复杂的空间平面联动变换,其角度调整的计算问题用一般方法很难解决。以平面表像法为基础,建立了刀具待刃磨面的平面像图,提出了一种将空间平面的旋转问题转化为射影平面内像点的移动问题,进而利用万向夹多关节联动旋转来实现刀具刃磨面位姿调整的方法,并给出了相应的计算公式。刃磨实验与建模仿真表明,所提方法能够方便地刃磨出具有不同切削角度组合的单点刀具。