空间 RSSR和球面 RRRR机构的计算机三维位形动态模拟

虽然空间RSSR和球面RRRR机构的解析方法是比较成熟的，但是对于具体机构而言由于设计和分析的结果是用方程和函数表达的，因此具有不直观、难以检验和不可靠的缺点。针对这种情况，这里提出了对机构位形作三维动态模拟的计算机算法。作者已在此基础上在AutoCAD图形系统中编制出了相应的软件程序。用该软件程序模拟出的机构位形可以用AutoCAD命令显示和直接检验。     

6-RSS型并联机构奇异性分析

针对无法获得精确奇异位形空间分布的6-RSS型并联机构,寻找到一种间接表征奇异位形空间分布的方法.定义一个具有物理意义的能表征非奇异位形与奇异位形之间在静力学特性上接近程度的接近度函数,利用接近度阈值定义这种在静力学特性上接近奇异的位形为"拟奇异位形",定义所有拟奇异位形构成的空间实体集合为"拟奇异空间".从奇异位形与拟奇异位形定义出发,论证出机构所有奇异位形必包含在拟奇异空间中,从而在无法获得精确奇异位形时利用拟奇异空间可间接地预知机构的奇异位形空间分布,避免机构进入拟奇异空间,达到避免机构处于奇异位形的目的.针对6-RSS型并联机构,利用简化后的接近度函数,获得该机构在定姿态下的拟奇异空间的多个截面图和三维实体图,为该机构在实际应用中避免奇异位形提供直观的参考依据.利用6-RSS机构的实例数据指出雅可比矩阵行列式值不能表征奇异接近程度,推证出与本文方法类似的Voglewede约束最优方程法的不足并加以修正.     

基于VB环境的蜗形凸轮机构CAD系统

介绍了基于VB环境的蜗形凸轮机构CAD系统的构成和系统内部结构组成，提出了直接利用AutoCAD命令的轮廓消隐法。该系统可对蜗形凸轮机构各个零部件的结构参数进行计算，利用VB的强大功能生成LSP程序可读的TXT文件，完成VB与CAD的数据交换。     

并联机构工作空间与奇异位形分析

以几何分析的方法建立平面三自由度并联机构工作空间与结构参数的关系,研究了工作空间的形状随结构参数的变化,提出机构满足运动可能性的条件。将机构对工作空间的要求看作是对结构参数的几何约束,进行优化设计,既满足了机构对工作空间的要求,又兼顾了机构的其他性能要求。依据机构逆向运动学建立的位置和速度关系,以机构满足几何约束为准则,探索了机构整个位形工作空间,从几何角度分析了机构产生奇异位形的原因,研究了奇异位形在工作空间的分布和对工作空间的分割情况,提出确定机构无奇异位形工作空间的方法。     

双稳态平面并联机构

以提高多自由度并联机构的运动性能为目标,探索柔顺双稳态机构在克服并联机构力奇异问题中的应用。提出一种双稳态凸轮柔顺机构,利用双稳态机构在非稳态位形的非零内力,为并联机构提供柔顺过驱动输入,利用柔顺过驱动输入消除并联机构在运动奇异和力奇异位形时的运动或操作力不确定性。以平面五杆2-DOF并联机构为例进行了机构工作空间分析、运动奇异位形分析、以及力奇异位形分析。计算结果证明采用提出的双稳态凸轮柔顺机构能实现该平面2-DOF机构奇异位形的控制。     

一种过约束并联机构受力的数值仿真分析方法

鉴于目前对过约束并联机构进行受力仿真分析的研究非常少,提出了一种对该类机构受力的数值仿真分析方法。将机构的动平台、定平台及所有运动副视作刚体,将易产生空间复合弹性变形的分支杆视为柔性体,用虚拟关节代替外形复杂的运动副模型,结合三维建模软件、ANSYS软件及ADAMS软件建立与理论模型完全一致的刚柔混合模型;仅改变驱动量使机构运动到指定位形,便能实现对机构在任意位形下的受力分析,避免了对机构的不同位形重建模型。采用该方法对三种类型的过约束并联机构进行了受力分析,分析结果验证了该方法的正确性,同时也表明该方法具有一定的通用性,且无需复杂的理论计算,便能获得过约束并联机构在任意位形下的驱动力和各关节约束反力大小,为此类机构的受力分析提供了便捷途径。     

一种3T1R并联机构设计及运动学性能分析

设计了一种能实现三维移动和一维转动的4自由度并联机构。分析了机构的拓扑结构及自由度特征。建立了机构位置正反解数学模型,并采用二维搜索法进行数值验证。分析了机构的工作空间、雅可比矩阵以及机构的奇异位形特征。设计了SPS和RRR两种冗余驱动支链,结果表明RRR冗余支链可在保持机构工作空间不变的前提下,有效消除机构的内部正解奇异。     

新型三平移并联机构及其奇异位形分析

根据并联机器人机构结构综合理论,以单开链支路为单元,提出了一种能实现空间三维移动的3-PRRR并联机构.对该并联机构的自由度、虚约束和耦合度等结构性能参数进行了计算,分析了该机构的运动特性和运动学正反解,得到了该机构的奇异位形.该机构在结构上具有较好的对称性和解耦性.     

6/6型Stewart机构姿态奇异及非奇异姿态工作空间分析

推导出了6/6型Stewart机构处于固定位置时机构的姿态奇异轨迹的解析表达式。利用Stewart机构的位置反解并综合考虑所有的结构约束条件,首次提出一种计算6/6型Stewart机构的非奇异姿态工作空间的离散算法,并通过计算机仿真给出6/6型Stewart机构的非奇异姿态工作空间的三维可视化描述。6/6型Stewart机构的非奇异姿态工作空间能保证机构在整个姿态工作空间内不发生任何的运动干涉和奇异位形现象,因此为该机构的设计和使用提供了重要的理论依据。     

Stewart平台的运动可控制条件

Stewart平台机构的正确具有多解性,这使得该机构在空间某些位姿下会出现运动不确定的情况,运动变得不可控制。对Stewart机构这种运动的不确定性与其奇异位形的联系进行了深入的研究。．     

3-RTT并联机器人奇异位形空间分析

采用基于机构瞬时运动分析的方法，建立了3—RTT并联机器人的奇异位形判别阵。分析了3—RTT机器人处于奇异位形时机构所满足的几何条件。编制了基于三维搜索算法的奇异位形空间分析程序，时实例进行搜索计算和分析，给出了3-RTT机器人的奇异位形空间的图形，并对其分布规律进行了分析。     

一种新型3-5R并联机构的运动学分析

基于极限边界数值搜索算法,建立了该机构工作空间的数学模型,并绘出沿Z向理想工作空间截面曲线和三维实体模型.利用虚拟机构法导出了该机构在初始位形下的一阶综合影响系数矩阵和二阶综合影响系数矩阵,进一步绘制了在特定的输入下动平台的速度v和加速度a的关系曲线.该研究结果对该并联机器人的设计及应用都具有重要的意义.     

Recommended slicing positions for adaptive direct slicing by image processing technique

Build time and accuracy are two contradicting issues that have been a major concern in rapid prototyping, and have led to the development of many slicing approaches including those applying adaptive slicing, direct slicing, and adaptive direct slicing concepts. Presented in this paper is an approach for adaptive direct slicing that applies image processing technique to determine appropriate thickness for each sliced layer and to recommend slicing positions on a 3D CAD model. Two orthogonal views of a model are captured and converted to be edge images before being analyzed, and based on the surface complexity on the two edge images, slicing positions are recommended. These positions are passed to the CAD software for slicing activities. This adaptive direct slicing approach has been implemented on LabVIEW platform and compared with uniform direct slicing approach and uniform cusp height approach. The results show that this slicing approach improved slicing performance by reducing the number of layer which has a direct impact on build time while maintaining surface quality at the same level as the thin uniform direct slicing. Since its inputs are the images of a CAD model instead of the model itself, this adaptive direct slicing supports any CAD software.     

吸塑模具抽芯机构的三维参数化设计和仿真

针对目前的一些中小型模具制造企业仍停留在运用系统提供的基本功能单纯的进行几何造型设计的阶段,以及对三维CAD技术应用不广、应用水平不高、二次开发能力不强的现状,为此在模具设计中采用三维CAD软件UG、vc++软件、以及Access数据库软件,开发出了能够对吸塑模具抽芯机构进行快速设计的三维CAD系统。该系统通过UG/Open GRIP与UG/Open API的程序之间地相互调用实现了抽芯机构的参数化设计,大大提高了设计效率,并通过抽芯机构的运动仿真避免了运动过程中的干涉,确保吸塑件的顺利脱膜,达到了预想的设计效果。     

一种三自由度并联解耦机构的构型与运动学分析

针对一种具有运动解耦特性的三自由度并联机构,首先介绍了平动解耦构型的基本思想,并采用了一种基于运动副的机构构型方法,对机构进行了构型分析。该机构由3个正交分布的支链组成,机构的运动副均为转动副,其动平台在X、Y、Z这3个方向平动解耦。对机构进行了自由度和运动学分析,推导了机构的运动学正/反解、输入/输出的速度和加速度,验证了机构的运动解耦特性。最后,基于机构的运动解耦特性,介绍了该机构在一种新型4-DOF串并联机器人试验样机中的应用。     

结合PRO/E和ADAMS进行RSSR空间机构运动分析

与平面机构相比，空间机构的分析设计比较困难，很难应用直观试凑法进行设计，几何作图法一般仅局限于解决比较简单的机构设计问题。本文介绍了空间机构运动分析的有限转动张量法，基于三维CAD软件建模。结合动力学分析软件进行了空间机构的运动分析。数值仿真结果表明，结合CAD/CAE软件进行空间机构运动分析的方法应用方便、易于推广，并可进一步为空间机构的动力学分析提供计算平台。     

Representation and retrieval of 3D CAD models in parts library

In this paper a novel method of representation and retrieval of 3D CAD models in part libraries is presented with the aim being to facilitate the reuse of parts. Firstly, we analyze the basic principle of voxelization, compare several existing algorithms for voxelization and choose the most appropriate one to approach the original CAD model. When the 3D model has been voxelized, it is composed of a certain amount of voxels in the same size. Then the voxelized model is divided into several subspaces, and the entropy of each subspace is calculated. Finally, all of these entropies constitute a feature vector which represents the model when compared with other models. This algorithm is a content-based method, so it only relies on shape and does not need any semanteme or coding information, which simplifies the process of analysis. An archetypal system based on this idea is implemented and its feasibility obtains preliminarily validated.     

实现轨迹的凸轮连杆机构CAD及图形仿真

针对联动凸轮轨迹再现机构设计和计算都比较复杂的情况,提出了一种基于VBA(嵌入在Auto CAD图形系统中的Visual Basic语言)的轨迹再现联动凸轮机构CAD及图形仿真.该CAD算法和相应的软件程序将联动凸轮轨迹再现分成4个能独立运行的模块,即输入轨迹点数值模块、构造从动件运动规律模块、构造凸轮轮廓曲线模块及联动凸轮机构轨迹再现图形仿真模块.该图形仿真采用了在Auto CAD系统中动态精确显示机构运动简图的方式显示设计结果,因而设计结果具有直观和可靠的特点.     

CAD在齿轮三维造型中的应用

文章对直齿圆柱齿轮的视图及空间结构进行了分析,针对齿轮的二维视图进行了三维造型,描述了CAD创建齿轮模型的思路与技巧,即将齿轮结构分解为三部分,使其作图简单直观,最后将其组合,实现了完整齿轮的外形设计。