非预定时标设计要求的球面四杆机构刚体导引综合方法研究

通过对标准安装位置的球面四杆刚体导引机构输出的刚体标线进行处理,发现所得的位姿曲线均为圆弧;通过分析位姿特征曲线的形成机制,揭示了位姿特征圆上相邻特征点对应圆心角与机构连杆转角的内在联系,给出了标准安装位置的球面四杆机构设计要求时标补充方法。在此基础上,将该方法推广到一般安装位置球面四杆刚体导引机构中。通过对2维机构安装角度参数和2维机构相对输入角进行优化,实现了一般安装位置的球面四杆刚体导引机构时标的补充,从而借助数值图谱法实现了非预定时标设计要求球面四杆机构刚体导引综合问题的求解。最后,通过算例证明了该时标补充方法的可行性和有效性。     

摆杆分度凸轮-行星齿轮复合机构的设计、建模与仿真

设计研究了一种新式分度凸轮-行星齿轮复合机构。其输入轴与输出轴同轴放置,输入轴与摆杆固连,摆杆与行星齿轮轴铰接,行星齿轮、两个摆臂以及行星齿轮轴固连。摆杆随输入轴转动,两个摆杆上的滚子分别与两个凸轮保持接触,接触点随摆杆转动不断变化,摆臂相对摆杆发生相对转动,带动与其相连的行星轮摆动。最终实现中心轮的间歇运动,即分度运动。定义了机构运动的工况参数,根据具体参数推导了凸轮的实际轮廓线方程,完成机构的三维建模与运动仿真,验证了设计建模过程的正确性。     

Mecanum三轮全向移动平台的设计

为了实现在有限空间内对机器人的位置进行精确控制的目的,设计了Mecanum三轮全向移动平台。通过分析滚子的几何模型,建立了滚子轮廓面参数方程和轴截型曲线方程。根据滚子的参数模型得到了全向移动平台速度和Mecanum轮角速度之间的关系方程,完成了全向移动平台控制系统的设计。在此基础上制作了Mecmmm三轮全向移动平台,并进行了运动性能试验。Mecanum三轮全向移动平台可以实现3个互成120°的直线移动和绕自身中心旋转的正、反方向运动,在轮式移动机构中其全向移动能力具有明硅优势。研究结果表明：该移动平台运动方式灵活,能够在狭窄空间中实现精确定位、原地调整姿态和在二维平面上自由运动。     

不平地面上Mecanum轮全方位系统运动学通用模型

Mecanum轮运动系统无需转向轮能实现平面上全方位运动。具有特殊结构的Mecanum 轮全方位系统运行在不平地面上时,轮与地面接触状态是变化的,机体与地面不平度的耦合,使机体存在除平面运动外的附加姿态角运动,因此建立在平面上的三维运动学模型不能描述其运动学特征。为使系统能在具有局部不平度的结构化环境中运行,必须建立在不平地面条件下Mecanum轮系统的运动学模型。通过分类分析轮与地面的接触状态与接触图形,用矢量变换结合笛卡儿坐标变换方法分析给出Mecanum全方位系统在不平地面上运动的六维运动学模型,并分析系统在不平地面上实现全方位行走的条件。分析指出,该六维运动模型既适用于不平地面,也适用于平坦平面,因此该六维运动学模型是一种通用运动模型。     

德国高速印刷机机构尺寸综合问题的延伸

作为高速印刷机机构尺寸综合问题的延伸构型,就是将滚子中心位置限制在浮动数轴的z轴上运动且其凸轮轴心待定的一类浮动滚子推杆盘形凸轮机构。研究解决了滚子在浮动数轴的z轴上运动变化时,对应满足最小基圆半径凸轮轴心位置的确定。     

摆杆滚子从动件球面凸轮机构的一种设计方法

本文利用旋转变换张量建立了摆杆滚子从动件球面凸轮机构球面凸轮廓线的空间向量方程,给出了球面凸轮的理论轮廓线及实际轮廓线上点的坐标计算公式.按照选定摆杆的运动规律及许用压力角导出了摆杆的初始位置及初位角.求出了球面凸轮的最小基圆半径.为球面凸轮机构基本尺寸设计提供了依据.     

球面凸轮机构的一种设计方法

本文利用旋转变换张量建立了摆杆滚子球面凸轮机构球面凸轮廓线的空间向量方程，导出了球面凸轮的理论轮廓面及实际轮廓面方程。并按照选定摆杆的运动规律及许用压力角条件定出了摆杆的初始位置及初位均。推算出了球面凸轮的最小基圆半径，从而为球面凸轮机构基本尺寸的设计提供了新理论。     

变速器一轴锥孔锥角自动测量系统

重型汽车配置的大转矩多挡变速器的一轴（输入轴）设计有锥孔，用以安装二轴（输出轴）圆锥滚子轴承，因此其制造精度要求较高（12°57′10″±40″）。锥孔在磨削过程中，为了保证锥角符合图样工艺技术要求，必须准确快速现场实时测量锥角，及时发现锥角的变化，调整加工设备状态，这是控制锥角准确度的有效手段，十分必要。但在2006年12月前，齿轮分厂生产现场没有配置测量设备，     

球面四杆机构函数综合的傅立叶级数法

从球面四杆机构的输入角与输出角的函数关系入手,借助傅立叶变换这一数学工具,发现了输入输出函数与基本尺寸型的关系。在此基础上建立了包含148995组曲柄摇杆机构和490545组双曲柄机构基本尺寸型的球面四杆机构输出函数特征参数的数值图谱库。通过建立的球面四杆机构输入输出函数的数值图谱库,实现了球面四杆机构的函数综合。为提高综合所得机构的精度,采用了遗传算法对综合结果进行了优化,并给出了相应的算例证明了本方法的有效性。     

转向装置球面四杆机构的综合

提出了采用球面四杆机构作为转向机构与方向盘之间的运动传递 ,并建立了车辆转向曲率与转向机构输入构件转角的关系。在此基础上获得了球面四杆机构输入—输出关系和机构优化综合数学模型 ,最后绘出误差曲线 ,以验证所提出方法的有效性。