基于ADAMS的双曲柄滑块机构变形履带机器人越障过程分析与仿真

针对复杂环境下移动机器人越障性能的要求,提出一种采用双曲柄滑块机构改变履带外形的越障机器人。利用被动自适应装置,对履带变形过程的张紧力进行主动控制。介绍了该机器人的整体结构,阐述了其越障机构的设计和实现过程,分析验证了履带变形前后长度保持不变。为检验设计方案的有效性,对机器人爬坡、攀爬台阶和转向过程进行了分析,并利用ADAMS软件进行仿真。通过动画模拟机器人越障、转向的实际过程,验证了其越障、转向性能。     

高压线巡检机器人越障机构设计

机器人在线行走时需要跨越各种障碍物。文中设计了一种由曲柄滑块机构、摆动导杆机构和槽轮机构组成的越障机构,并阐述了其越障原理。该机构能针对不同的障碍物采取不同的跨越方式完成越障,越障动作简单高效,单自由度控制容易。为高压巡检机器人越障机构的选型提供了一种新的选择。     

一种小型移动机器人行走机构的设计与分析

针对机器人移动机构的主要形式,对轮式、腿关节式和履带式三种机构的优缺点进行分析比较,根据非道路环境的特点,提出一种新型移动机器人行走机构;新型移动机构由四个曲柄履带机构组成,保留了履带式移动机构较强的地面适应能力,通过曲柄变形进一步增强了机器人的越障能力;介绍了UG与ADAMS联合仿真进行虚拟样机设计的流程;对机构在非道路环境的典型障碍特征壕沟、斜坡、台阶、凸起和高台进行了分析,在UG与ADAMS联合仿真设计平台的基础上,对所提出曲柄履带结构进行运动模拟仿真,并对测试结果进行分析;结果证实了新型结构越障的可行性,表明新的机构具有更好的越障能力和环境适应能力。     

并联构型四履带足机器人的越障特性分析

对自行设计研制的并联机构型四履带足机器人行走机构的越障能力进行了分析,给出了该机器人可以越过的最大垂直高度与车体参数之间的关系,并与普通的四履带和双履带行走机构进行比较,证明了该行走机构具有很强的越障能力和越障平稳性。     

可越障多足机器人机构设计与仿真分析

设计了一种可越障多足机器人,该机器人具有移动速度快,越障能力强等特点.腿部机构设计是影响多足机器人运动特性的重要因素之一,采用曲柄摇块机构原理设计了一种新型的多足机器人腿部机构.为了保证机器人移动过程中重心不发生变化,运用Matlab软件对踏片的踏面曲线进行设计,并分析了腿部机构不同尺寸参数对踏面曲线、单个踏片与地面接触点水平方向运动速度和加速度的影响规律.同时,设计了多足机器人的辅助爬升机构,并分析了多足机器人翻越障碍物的工作流程.最后,通过虚拟样机运动仿真以及实物样机试验验证了可越障多足机器人机构设计的可行性.     

三角履带爬壁机器人越障动力学建模与仿真

针对一些工作场合对爬壁机器人有较高的越障性能要求,设计了一种包含4个三角形履带轮组构成的磁吸附爬壁机器人。首先设计了三角履带爬壁机器人的整体结构,研究了越障过程中机器人结构变化,以及爬行越障和翻转越障通过原理。建立了翻转越障过程动力学模型,该模型体现了机器人机构尺寸等因素对电机输出力矩的影响。根据此模型,能确定机器人越障过程所需最小驱动力矩。利用ADAMS软件进行仿真验证,仿真结果证明了动力学模型的正确性,表明了机器人结构简单,具有较强的越障能力。     

基于铰链六杆机构的变形式履带机器人结构设计

在简单的单节双履带移动式机器人基础上,提出一种基于铰链六杆机构具有自适应变形能力的履带式移动机器人。自适应变形机构通过改变机器人前导轮的角度和高度来提高机器人的越障能力以及对地面的适应能力,尾部摆臂模块使用差动齿轮装置与机器人主履带相连接,可起到调整质心位置、辅助支撑、越障的作用。这种移动变形机构不仅提高了驱动电机的使用效率,也简化了机器人的控制系统,使机器人能够以最优的运动姿态穿过复杂路面。     

导轮角可变的小型固定履带机器人设计及分析

对传统的固定式履带机器人进行改进设计,使前导轮可以进行角度调整并自动张紧调整后的履带。然后对该履带机器人的越障能力进行了理论计算分析,运用Pro/E建模检测质心变化趋势,对质心进行优化,优化结果表明,通过调节前导轮的角度可以提高固定机器人的越障高度、跨沟宽度和爬坡角度;验证了该改进机器人的可行性。与传统的固定式履带机器人相比,其越障能力有一定改善和提高;与四摆臂履带机器人相比,其拥有传统固定式履带机器人的优点。     

双吊臂式架空线路机器人的攀爬机构研究

吊臂式机构是国内外架空线路巡检机器人采用的主要机构形式之一,但这种机构类型往往存在姿态控制能力差和越障能力弱的局限。针对基于质心调节原理的双吊臂式架空线路机器人的本体机构特点提出了一种新型攀爬机构。从提升机器人姿态控制性能和爬坡性能两方面对攀爬机构进行了原理分析和参数设计,并基于攀爬机构运动学模型的分析提出了机器人姿态失稳监测方法。基于ADAMS软件的仿真结果表明该攀爬机构的设计合理,可显著提升机器人的姿态控制能力和越障能力。     

井下探险救援机器人的设计

对井下探险救援机器人的移动机构、传动系统和控制系统进行了设计,该设计使机器人履带变形的运动控制变得非常简单,提高了井下救援机器人越沟、爬坡、越障能力。     

基于虚拟样机的空间连杆引纬机构分析

为了研究空间连杆机构中参数对引纬曲线的影响,利用ADAMS软件针对空间连杆引纬机构建立了虚拟样机模型,对其中的a,b参数采用定量分析.分析结果表明,可以通过改变a,b参数值来调节引纬行程的结论.     

武器击发机构典型失效机理灵敏度分析

灵敏度分析在设计和修改、优化设计、产品维护等方面都起着非常重要的作用,灵敏度分析的方法是一种可以获得零部件灵敏度的数值方法。基于iSIGHT-FD多学科优化软件,分别运用了拉丁方和正交数组的试验设计方法对武器击发机构典型失效机理,即摩擦力引起的击发机构失效情况进行了分析。     

一种冗余驱动协调机构的偏载稳定性分析

针对冗余重载驱动器存在偏载的问题,提出一种具备偏载自协调的冗余驱动机构设计方案。根据机构几何约束关系,建立该机构的位置约束方程及速度、加速度关系式,运用虚功形式的动力学普遍方程,建立该机构的动力学模型。在此基础上,运用拉格朗日定理和李雅普诺夫稳定性理论,对该机构的偏载稳定性进行分析,得出了该机构稳定性与协调杆结构弯曲角之间的关系。基于所建立的动力学模型,运用相平面法,及对驱动器偏载率进行分析,分析了某一具体机构实例的偏载稳定性,分析结果验证了理论结果的正确性。研究结果表明,在协调杆结构弯曲角大于180°的条件下,当受扰动产生偏载时,该机构可以通过自动调节,保持其运动稳定性,且具有回复到匀载状态的趋势。     

铁电材料光伏机理及其光伏性能的调控机制

铁电材料因自身极化电场的存在而具有独特的光伏性能,在诸多领域应用广泛,特别是在光伏发电方面.从窄带隙铁电材料的制备方法、氧缺位自掺杂增强可见光吸收、复合异质结构建、多极轴分子铁电体制备、外加极化场调控铁电材料内部电畴朝向与分布等方面综述了铁电材料内电场的产生机理(光伏机理)及其调控机制对铁电材料光伏性能的影响,指出了通过调控内电场提高光伏性能的研究方向.     

柔性空间扑翼机构的刚柔耦合动力特性分析

针对目前扑翼驱动机构无法以简单结构实现复杂仿生运动问题,由空间四杆机构出发,引入柔性杆件设计思路,设计了一种柔性空间扑翼驱动机构。在单驱动条件下,实现了翅翼的扑动-扭转-挥摆耦合运动。建立了机构的运动学和气动力计算模型,求解了机构在运动过程中扑动角、扭转角、挥摆角以及翅翼所受的气动力变化。根据机构特性,在Adams中建立了考虑动力学特性与机构强度的刚柔耦合模型,分析了机构的运动轨迹、运动特性及柔性杆件的应力变化情况。结果表明,该驱动机构具有运动对称性与稳定性,翅翼实现了扑动-扭转-挥摆的耦合仿生运动,同时又满足了柔性机构的强度设计要求。     

由一种齿轮连杆机构驱动的槽轮机构

提出用一种齿轮连杆机构来驱动槽轮机构以改善其动力学性能，并引入了转向圆的概念对这一机构进行了运动分析和参数分析．     

平面闭链机构约束不确定性影响及自调结构的分析

论文提出了平面约束不确定性及其对平面闭链机构性能影响的概念,较深入、系统的研究了平面约束不确定性的影响度和考虑运动副元素的形位误差时系统的弹性变形、运动副反力的计算方法与变化规律,为误差控制及消除过约束措施的采取提供了依据.     

开门机构中反平行四边形机构的性能分析

无线遥控式自动升降储物柜是湖南省第五届大学生机械设计创新大赛的作品,主要有两大功能,一是自动升降功能,二是自动开关门功能.自动开关门功能是采用反平行四边形机构实现的,针对这一机构的运动特性及力学性能进行了分析并得出最佳的运动方案.     

非回归式齿轮－连杆机构的最优函数综合及机构的动态模拟

用最优化方法对非回归式二齿轮四杆机构进行了再现函数要求的最优综合，然后对综合出来的机构进行动态模拟，作运动分析，以检查所设计出来的机构是否能满足预期的要求。这种将齿轮－连杆组合机构的优化设计及计算机模拟仿真集于一体的方法同样可用于其它型式齿轮－连杆机构的设计。最后举了一个实例。     

柱销式双螺母行星滚柱丝杠预紧机理研究

为了实现行星滚柱丝杠正反转双向精密驱动,迫切需要开展含预紧的行星滚柱丝杠传动研究。构建了一种柱销式双螺母行星滚柱丝杠无背隙传动构型。它利用双螺母的相对转角提供预紧力,并使用柱销固定该转角从而维持预紧力。建立了包含有双螺母、双滚柱以及丝杠螺纹双向受载状态的静力学模型。提出了仅受预紧力与考虑外载荷时,柱销式双螺母行星滚柱丝杠的受力和变形计算方法。通过与有限元模型载荷分布和预紧力计算结果的对比,验证了所建模型的正确性。分析了初始预紧力对螺母相对转角和柱销剪切力的影响,以及不同外载荷作用下,螺母预紧力、柱销剪切力和螺纹载荷分布的变化。结果表明,较小的螺母相对转角便会产生较大的初始预紧力,柱销剪切力远小于初始预紧力或外载荷。当外载荷增加时,螺母#1所受预紧力和柱销剪切力均会增加,螺母#2所受预紧力会减小。使得螺母#2预紧力消失时的外载荷远大于初始预紧力。