基于微型遗传算法实现特定轨迹和姿态要求的新型机构设计及优化

针对自动化机械生产中较为复杂的生产工艺要求,首先设计了一种可以实现特定轨迹和姿态要求的新型机构,该机构为齿轮凸轮组合机构,其中齿轮机构用于实现组合机构执行端的直线往复运动,凸轮机构用于实现组合机构执行端的特定姿态要求以及配合齿轮机构的直线运动实现不同的轨迹要求。然后基于微型遗传算法,提出了通过优化新型机构中凸轮廓线来实现执行端的特定轨迹和姿态要求,同时实现其运动性能优化的方法。作为算例,将新型机构应用于超高速烟草包装机的铝箔烟包传送系统中,通过对机构的凸轮廓线的优化实现了铝箔烟包上短边折叠及其推送动作,同时还实现了机构运动性能的优化。结果表明:基于微型遗传算法优化的齿轮凸轮组合机构不仅可以实现铝箔烟包的折叠和推送动作要求,而且具有良好的运动特性,可减小对铝箔烟包的损坏,提高包装质量。     

实现有速度要求轨迹的凸轮连杆组合机构设计

将B样条理论应用于凸轮连杆组合机构轨迹的设计.使用de Boor算法将B样条轨迹进行离散化.在对凸轮五杆机构进行逆运动学分析的基础上,编制了五杆机构逆运动分析模块.设计了实现带有直线工作段,并且有速度要求的轨迹的凸轮五杆机构.仿真实例结果表明使用B样条曲线设计凸轮五杆机构的轨迹,不仅可以满足生产上要求的直线段和尖点的运动轨迹,同时还可以保证执行端和凸轮的加速度连续.     

具有速度和姿态要求轨迹的凸轮连杆机构设计

在对五杆机构分析的基础上,综合出一种具有两自由度的九杆机构.该机构可以实现执行段有速度要求、姿态要求的轨迹.根据运动要求详细设计了运动轨迹.编制了五杆机构逆运动学分析模块.设计结果表明:使用此种方法设计出的凸轮连杆组合机构不仅可以满足生产上要求的直线段和避让的运动轨迹,同时还可以保证执行端和凸轮的加速度连续.     

双伺服驱动七杆机构研究

为满足包装机械中执行机构高速往复直线运动要求,提出了利用双伺服驱动七杆机构实现该运动的方法。通过运动学计算,得到机构雅各比矩阵,分析了七杆机构的奇异性及可动性特点。通过曲柄存在情况对机构进行分类并得到了典型驱动模式下机构的工作空间。针对其中一种典型驱动模式,提出了一种有效计算机构末端执行点运动轨迹直线度的方法。利用遗传算法进行多目标嵌套优化,得到了一组满足伺服驱动及工艺要求的机构参数。实例证明运用此方法优化得到的机构可有效实现高速往复直线运动。     

自动装盒机取盒-开盒机构设计

在参阅大量有关自动装盒机的资料的基础上,对装盒机执行机构进行了深入的研究和分析,尝试凸轮机构在自动装盒机的应用。充分考虑了自动装盒机的机械性能,详细分析了自动装盒机的取盒-开盒机构的工作原理,以凸轮-齿轮组合机构作为核心机构,行星轮上联接摆动滚子作为凸轮机构的从动件,在凸轮与中心轮的作用下能实现行星架满足"运动——停止——运动——停止"的运动要求,而相对静止状态可为吸盘吸盒留出足够的时间。为保证自动装盒机在高速下取盒-开盒的稳定性问题,提高装盒的效率,避免在高速运转过程中容易出现的冲击现象,提出了组合凸轮机构的研发设计方案。     

基于遗传算法的冲压机构优化设计

冲压机构要求执行构件在工作行程中有等速段，并具有急回特性。本文以摆动导杆机构串联摇杆滑块机构，设计了一种冲压机构。在对机构运动分析的基础上，提出了机构优化的目标函数，并采用遗传算法对机构进行优化设计。     

空间凸轮-螺旋组合式折叠翼面展开机构设计及其运动特性分析

提出新型空间凸轮—螺旋组合式折叠翼面展开机构,分析其工作原理,确定其相关技术参数。基于解析法与反转法,对折叠翼面展开机构的功能执行部件———空间圆柱凸轮机构进行了运动规律设计和包括凸轮槽道廓线、压力角及廓线曲率半径的设计,建立了折叠翼面展开机构展开运动学理论模型并进行了求解,结果证明折叠翼面展开机构符合设计要求,其运动规律设计正确。     

六足仿生森林消防机器人机构设计与分析

森林火灾给生态环境和经济建设造成巨大威胁,基于森林地形环境下的消防作业要求,设计了一种六足森林消防机器人。分析了机器人的躯体和腿部结构特点以及执行机构的空间运动范围。利用Solid Works三维软件建模并导入ADAMS仿真软件,分别进行了机器人运动机构不同工作模式下三种运动姿态的切换、前进和斜坡的爬行仿真以及执行机构的运动仿真。分析了复杂地形条件下机器人的质心位移、运动平稳性、腿关节驱动力和末端执行器运动范围等参数。仿真结果验证了机器人设计的合理性与正确性,旨在为森林消防机器人后续的研究工作提供参考依据。     

引信MEMS执行器的设计与分析

基于发射过程引信保险机构的工作原理,设计一种应用于双环境力下的MEMS执行器,建立了该执行器中后坐机构和钟表机构的动力学模型,研究了影响后坐机构和钟表机构工作的因素。应用ADAMS软件下对MEMS执行器进行动力学仿真分析,得到后坐滑块和齿轮的运动曲线。计算结果表明,后坐机构能够在后坐环境下可靠执行动作并运动到位,钟表机构能够在在离心环境下达到设计要求的延时时间并能够可靠运动到位。同时,该执行器在勤务处理时是安全可靠的。     

不完全链匀速往复摆动机构设计研究

研究了一种采用在不改变驱动源转向时,用一种不完全链传动机构实现管外执行头的均匀摆动机构.论述了该机构的运动学实现原理.通过一个具体实例,分析了该不完全链匀速往复摆动机构的设计计算方法.分析计算表明该机构能够满足匀速摆动运动要求.结果表明不完全链匀速往复摆动机构运动可行、结构紧凑、可靠性强.     

激光非接触式彩管荫罩Q值测量机研制

为提高彩管荫罩Q值测量的效率和精度，提出了一种综合运用开放式数控和激光非接触式测量原理的测量方法，并研制出了Q值测量机样机。介绍了系统的主体结构，机械传动执行机构和控制结构；激光三角测量法和Q值测量的原理及软件功能。给出了测量实例数据，通过与现有接触式测量机的测量数据比较，得出了在保证测量精度的基础上，该测量机可以大大提高测量效率的结论。     

一种新型的无菌砖包机双滑块并联横封机构的设计与分析

设计了一种基于伺服驱动的无菌砖包双滑块并联横封机构,这种横封机构把伺服驱动控制技术与并联五杆机构结合在一起,可以实现高精度的运动输出,满足包装工艺所要求的复杂运动规律,并且通过编程可以方便地实现设备的柔性化。使用ADAMS机构仿真程序进行了运动学和动力学模拟分析,得到横封机构的运动学及动力学特性曲线。分析表明:所设计横封机构实现了预定的工艺动作,满足要求;仿真得到了各主驱动驱动力的变化曲线,表明横封机构在张开和闭合动作过程中存在比较明显的柔性冲击;两个主驱动的瞬时功率曲线为伺服电机选取提供了依据。     

基于串联式机构组合原理的包装机执行机构创新设计

为了实现机构的预期功能,本文运用串联式机构组合原理对方便针自动包装机执行机构进行了创新设计。根据执行机构的具体设计要求,对得到的创新设计方案进行了分析、评估,从9个创新设计结果中选豳了机构设计方案,给出了该机构的主要尺寸和结构简图。     

面向中小企业的零件数字化系统设计

并联机床是新一代的先进制造装备，如何扩大其使用功能、实现商品化工业应用是目前的一个实际问题。以方便中小企业使用、增加其市场竞争力为目标，基于并联机床进行了零件数字化系统的设计研究。采用五轴混联机构的并联机床作为零件数字化的测量执行装置，基于信息集成思想进行了系统总体及软硬件部分的设计，实现了并联机床的数字化控制；将零件数字化和零件造型过程相集成，基于特征技术进行了数字化过程规划。     

自动包装线中的新型测控系统

介绍了一种新型的由ＰＬＣ为主控单元,传感器、单片机、触摸屏及执行器件相互关联的测控系统,通过硬件和软件的设计分析,展示了此系统在机电一体化设备及自动线中的应用优势。     

小型扁形茶炒制机工作装置

针对当前小型扁形茶炒制机存在的鲜叶手工投加、炒手无调压和系统控制简单等问题,设计了称量式茶叶投加装置、无级调压机构和新型炒锅等工作部件,对控制系统进行了智能化设计,并作了相应的阐述,最后进行了相关试验。试验结果表明：改进后的工作部件能明显提高炒茶效率和茶叶质量,并可对炒茶过程进行智能控制。     

光纤拉丝机送料机构的有限元模态分析

送料机构作为光纤拉丝机的关键部件,其结构性能对拉制光纤的精度和质量有着重要的影响。本文利用三维建模软件UG,建立了送料机构的实体装配模型;并采用ANSYSWorkbench有限元分析软件,对其进行模态分析,得到了固有频率和振型。同时研究了固有频率对送料机构的影响,找出了使其发生振动的薄弱环节。本文为避免其出现共振现象,并为制造出优质光纤提供了参考依据。     

6CSQ-60型热能循环杀青机

论述了6CSQ-60型热能循环杀青机的创新研究、结构组成、工作原理、主要技术参数及特点等。经过生产试验考核表明,该机较好的满足了茶叶生产杀青工艺要求,解决了现有杀青机杀青品质低、能耗损失量大的缺点。     

3-DOF并联微纳操作器运动学分析

作为一执行机构,微纳操作器是纳米操作系统的关键部件之一。重点分析了3-DOF并联微纳操作器的运动学正解和逆解,推导出了运动学正解的雅可比矩阵。依据微纳操作器的可操作空问最大化,对微纳操作器的雅可比矩阵进行了分析。分析结果对并联微纳机构的参数选择与设计具有一定的指导意义。     

新型粉煤灰全自动压砖机液压控制系统

从国外的发展与应用的现状出发,介绍了新型粉煤灰全自动压砖机液压系统中先导控制系统的最新理念及理论分析。