一类新型空间并联机器人的构型设计与位置分析

突破了传统并联机器人结构创新设计的思维定势,提出了空间并联机器人构型创新设计的新思路,该设计思路主要包括三个步骤:根据具体设计需求选择合适的平面并联机构,并将其替代传统空间并联机器人的动平台;对选择出来的平面并联机器人进行必要的改进,使其满足并联机器人的一般性设计原则,然后选择适当的支路(或运动链)来连接动、静平台;对设计出来的结果进行分析、判断和优选,得到满足设计要求的新型并联机器人机构.并利用该方法提出了一类新型空间并联机器人机构,该机构具有运动学分析简单、控制方便等优点.     

少自由度变胞并联机构综合设计方法

为实现可重组并联机构的创新设计,提出基于基本支链构型的变胞并联机构设计方法.该方法从少自由度并联机构动平台所受的约束出发,运用螺旋理论中相逆螺旋的性质,构造约束螺旋为力或力偶的两类基本支链,并根据基本支链构型的特点构造变胞支链,实现并联机构的变胞设计.对构型相似的线矢力和力偶基本支链进行融合得到变胞支链,通过锁住不同运动副的方式实现变胞支链在两类基本支链之间转化,构造出动平台约束性质可变的变胞并联机构;根据基本支链约束螺旋的方向特点,通过改变运动副轴线方向的方式实现支链约束螺旋方向的改变,进而构造出动平台约束方向可变的变胞并联机构.用所提出的变胞并联机构设计方法,结合Bricard机构的单自由度运动特性,实现动平台为Bricard机构的变胞并联机构的构造.基于基本支链构型进行变胞并联机构构型设计,根据动平台的约束对变胞支链进行组合和变型,实现变胞并联机构的综合,为机构创新设计奠定基础.     

完全各向同性解耦2T2R型并联机器人构型综合

为得到完全各向同性解耦并联机器人构型,基于GF集理论提出一种简单而有效的构型综合方法.阐述GF集的基本概念、运算法则以及转动特征存在条件;给出机构输入运动副选择原则和分支设计准则,确保了并联机构运动各向同性及解耦性;根据该构型综合原理,完成2T2R四自由度完全各向同性解耦并联机构型综合,得到大量新构型;针对所综合的一种新型并联解耦机构,基于螺旋理论求得该机构运动输出,通过求解到的雅克比矩阵,验证该机构的完全各向同性,证明了该构型方法的有效性.     

含有纯约束分支的无耦合2T型并联机器人构型综合

为解决并联机器人强运动学耦合性问题,提出一种含有纯约束运动分支的无耦合二维移动(2T型)并联机器人的构型综合方法.此类并联机器人的分支运动链包括2种类型:向动平台提供驱动力的主动分支和仅提供约束的纯约束分支.首先基于机构输入-输出运动之间的数学模型和驱动力螺旋理论建立了机构主动分支的结构综合方法;然后根据分支运动特性和约束螺旋理论实现了纯约束运动分支的结构综合;最后按照各分支运动链的配置条件完成了并联机器人的构型综合,得到多种新型机构.对综合出的2种2-RURR/RRR和2-CPR/RPR并联机器人进行自由度和运动分析,基于其雅可比矩阵判断出机构均具有无耦合运动学特性,验证了所提出理论方法的正确性和有效性.     

驱动冗余重型并联机构的动力学性能

针对重型并联机构构型不足的问题,提出了一种适合重载加工的2自由度龙门式驱动冗余并联机构。首先,在运动学分析的基础上,利用虚功原理建立了系统的动力学模型。其次,以动力学模型中驱动力的范数最小为目标,对驱动力进行优化,并给出了一种加速度性能评价指标。最后,基于驱动力优化方法以及加速性能评价指标分析比较了在相同运动条件下该冗余重型并联机构与其对应的非冗余并联机构的动力学性能。本文研究结果对其他重型关联机构的构型设计以及加速度评价具有重要的参考价值。     

基于CorelDraw软件三维并联数控雕刻机译码实现

以3-HSS构型的三维并联数控雕刻机为研究对象,研究其数控系统基于CorelDraw软件的译码实现的方法,其原理是利用CorelDraw软件生成加工程序文件,再由并联数控系统的译码模块对该文件进行译码,由并联雕刻机完成加工任务.采用该种方法减轻了程序员编写复杂加工程序的负担,容易实现复杂加工任务的编程和译码,可以大大提高编程的效率和加工质量,便于三维并联数控雕刻机的广泛应用.通过联机调试,实现了正确的加工轨迹,验证了本文数控系统的正确性和可行性.     

2转动高精度重载并联机构构型综合

采用一种基于支链分析法的并联机构构型综合方法,综合出了具有解耦特性的2转动并联机构。首先,对2转动并联机构的结构特点进行分析,得到2转动并联机构的最简结构形式,并基于空间无约束的Kutzbach-Grübler公式对各支链的自由度组合方式进行分类,得到所有支链组合形式。其次,提出了一种并联机构初步筛选原则,并考虑球副、万向副的加工难度和成本对并联机构进行优选。最后,由于优选出的2转动并联机构存在局部自由度,对具有局部自由度的并联机构支链进行降自由度处理,得到6种解耦性好、承载能力高、精度高、结构简单的2转动并联机构。采用螺旋理论对U-RPU-UPS并联机构进行自由度分析,建立了逆运动学模型,并进行了验证。结果表明,所构建的并联机构可以实现2转动自由度的运动,并且具有很好的运动解耦特性。所综合出的2转动并联机构弥补了现有机构的不足,可作为光伏跟踪尤其是聚光光伏跟踪机构。     

基于螺旋理论的3-RRR并联机构设计与仿真

基于螺旋理论分析了一种3-RRR并联机构的自由度和构型.通过分析动平台和各分支机构的约束螺旋系,构造3-RRR串联分支,运用修正Crübler-Kutabath公式计算出其自由度满足3个转动自由度.基于虚拟样机技术建立3-RRR并联机构虚拟仿真模型,进行正向运动学仿真和工作空间分析,从而找到该机构存在的缺陷,为少自由度并联机构运动学和动力学分析提供保证.     

4TPS-1PS四自由度并联电动平台动力学建模与位姿闭环鲁棒控制

4TPS-1PS四自由度并联平台是针对稳定跟踪系统需要而设计的一种新型并联机构,具有3个独立的转动自由度和1个移动自由度.对该新型并联平台进行运动学分析,将其分为上平台、电动缸、从动支链3个部分,利用拉格朗日方法建立了完整动力学模型,在此基础上提出一种适用于该并联平台的位姿闭环鲁棒控制策略.采用该并联平台特有的实时正解得到上平台实际位姿进行反馈,将平台作为一个整体进行控制,在任务空间内设计滑模变结构控制器,进行两自由度复合运动控制实验.结果表明,该控制策略是有效的,提高了平台的轨迹跟踪精度,平均位姿跟踪精度优于0.05°.     

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.     

换热器模糊控制试验系统及其动态特性分析

为用试验方法来研究模糊控制系统的控制特性,在低温热水散热器热工性能试验台的基础上,建立了换热器模糊控制试验系统,给出了控制系统测试室及翅片管换热器的状态空间模型,进而分析了系统在变水量和变风量调节下的动态响应特性。     

可编程控制器在非标数控机床开发中的应用

通过采用多轴运动控制器和可编程控制器作为核心控制器件，构成非标数控系统，它应用于数控机床上.相比传统的数控系统，既简化了机床结构和控制系统，又简化了用户的编程工作.介绍了PLC在数控系统下所完成的控制功能，对系统控制启动部分等关键环节做了详细阐述，并给出相应的PLC梯形图.     

等距型面成形原理与数控磨削方法研究

对等距型面的成形原理和数控磨削加工方法进行了系统深入的研究。应用微分几何理论,导出了等距曲线的方程,证明了它是具有任意两条平行切线之间距离都相等的卵形线.指出从应用的角度考虑,以等距曲线为型面曲线形成的等距型面、等距拟锥面加工和测量方便,具有实用价值.针对等距型面和等距拟锥面的特点,提出了数控加工及数控程序编制方法,为等距型面和等距拟锥面的加工及数控磨床的运动设计提供了理论基础.     

数控凸轮轴磨床运动误差分析与建模技术

为了对某数控凸轮轴磨床的运动误差进行分析和建模,分析研究了各运动部件间运动形式和误差类型,运用相邻体坐标系间的运动变化来表达2相邻体之间的运动情况,建立了相邻体之间的理想运动方程和有误差情况下的实际运动方程.将相邻体间的实际运动方程进一步推广到任意低序体阵列分析当中,为研究多分支数控凸轮轴磨床误差建模提供理论基础.将复杂的多分支链数控凸轮轴磨床抽象为简单的多体系统,对各运动部件建立相应的体坐标系和运动参考坐标系,求出相邻体间对应的变换矩阵.最后,将机床运动部件划分为"工件-床身"和"砂轮-床身"2条运动链,提出了有误差影响情况下实现精密加工约束条件方程为P_w=P_t,且对该方程进行了求解,为数控凸轮轴磨床误差补偿的研究提供了必要条件.结果表明:误差补偿后的机床加工精度显著提高.     

城市污水处理厂生物滤床除臭系统工艺设计

生物滤床作为一种新型的污水处理厂臭气生物处理技术,在实际应用中取得了快速发展.介绍某城市污水处理厂生物滤床除臭系统的基本结构、基本设计方法以及其它组成部分的工艺设计,可以对我国其它城市污水处理厂除臭系统的建设起到借鉴作用.     

倾斜矿床露天矿分期境界的优化

本文从系统工程的角度出发,运用运筹学和计算机,对倾斜矿床露天开采分期境界优化的方法和理论进行了探讨;在倾斜矿床露天矿长远规划模型的基础上,建立了分期开采境界优化模型。运用该模型对齐大山露天铁矿进行了分期开采模拟计算,其模拟结果为齐大山铁矿分期境界设计提供了科学的依据。     

An Open CNC Based Integrated Measuring,Modeling and Manufacturing System Architecture

1 Introduction Multi-function alityis one of trends of modern machine tools to meet the needs of the smaller batch produc-tion. And the machinesintegrated withthe measuring, modeling and manufacturingfunction can provide betterversatility tothe workshop. Withsuch a machine one caneasily complete the tasks of digitalization,revision andi mprovement ,digitalized copy and prototyping of products ,artware and some cultural relics .Modern CNC control technology and i mage processing techniques pr…     

高性能／价格比的计算机数控系统

开发出一套采用ＣＲＴ显示的高性能／价格比的经济型计算机数控系统．该系统可以通过改变系统软件来实现对多种数控铣床的加工控制，具有很大的柔性．与国内大多数经济型数控系统相比，具有更加友好的用户界面，可自动显示加工轨迹，并由中文菜单提供一般数控系统的常规操作．     

快速点磨削成形机开放式数控系统的研究与开发

基于PC机和W indows操作系统的开放式数控系统是数控技术的发展方向.介绍了在快速点(磨削)成形机的开发中,利用GE-300-SG-PC I运动控制卡,采用“NC嵌入PC”结构构建开放式数控系统,完成了该系统硬件总体结构构建和基于W indows操作系统下的软件平台设计.针对此快速点(磨削)成形机开放式数控系统,介绍了该运动控制卡及其与主机之间的通讯.此系统缩短了开发周期,具有开放程度高、运动轨迹控制精确、通用性好等特点,具有较好的发展前景和经济效益.     

3PRS/UPS冗余并联机床力控制系统研究

提出了一种冗余驱动的3PRS/UPS并联机床。为实现该机床的柔顺运动,构建了基于冗余支链的力控制系统,设计了基于PMAC运动学的力控制系统实现方法。实例分析了力控制实现的方法,表明该方法适用于冗余系统的力控制,并且简单可行、易于实现。