一种加长臂破碎锤工作装置的运动学分析

提出了一种含有加长臂的破碎锤工作装置.基于Simulink的建模思想,创造性地搭建了模块分析框图,实现了利用模块化分析该工作装置的思想.根据自由度公式得出了该机构的自由度满足破碎锤所需运动的作业要求,对该装置进行了模块化分析位置正反解,分别用正解和反解的结果相互佐证,在位置分析的基础上又对工作装置的速度作了详尽分析,求出了该装置的速度雅可比矩阵,并且用实际例子作了验证.此外,以平面六杆机构模块为例,对该模块进行了速度分析,从而得到了该工作装置的速度分析思路.这种以模块的输入输出进行传递的速度分析方法,为该类机构的速度分析提供了新的解决思路.     

一种少自由度并联机构优化设计及运动学分析

围绕少自由度并联机构对稳定与跟踪两种功能的实现,运用螺旋理论设计了一种2-SUP(U)并联机构,并对该机构的自由度进行分析。根据此并联结构的运动特点,利用闭环矢量运算法,借助Rodrigues参数对机构进行了运动学分析,推导位置逆解与速度逆解计算方法,并利用Matlab进行仿真,获取位置速度等特征曲线,为实现对此机构位置和速度的控制提供了理论基础。     

一种新型正铲液压挖掘装置的运动学和动力学分析

提出一种可有效增大铲斗液压缸的推力和行程的新型正铲液压挖掘装载装置。通过对机构自由度分析,验证了该工作装置满足挖掘机铲斗作业要求的一个转动自由度和两个移动自由度。基于模块化图形组态和运动链环路理论,建立该机构的运动学分析流程图,并根据流程图对新型机构进行运动学特性分析。采用数值验证的方法给出五组数值算例,通过运动学正解和反解分析结果的对比,验证了分析方法的可靠性和准确性。基于凯恩方法对该新型机构进行动力学分析,将驱动力等效为关节转矩,推导并建立了动力学数学模型。参考卡特彼勒矿用正铲挖掘机的相关尺寸,给定该新型正铲液压挖掘装载装置的结构参数,基于Matlab分别在空载和变阻力情况下对挖掘机水平作业工况下进行动力学仿真研究,结果验证了动力学模型的准确性。研究结果为该新型机构的设计和应用提供了重要的理论依据。     

非对称2UPS-UP并联机构性能分析及尺度多目标优化

以一种两转动一移动非对称2UPS-UP并联机构为研究对象,对其进行了性能分析和尺度参数多目标优化.机构自由度由恰约束支链UP确定,即机构可实现绕该支链U副中心的两转动运动和沿P副的移动运动.给出正逆向位置符号解,且正逆解具有部分运动解耦特性,有利于后续误差分析、轨迹规划与控制.应用矢量法推导出速度表达式,根据速度Jacobian矩阵分析了机构奇异位形.以旋量代数为工具,给出了机构运动和力传递性能评价指标.在机构性能评价和工作空间分析的基础上,建立了机构尺度参数昂贵约束多目标优化模型,并采用多目标进化算法求解该问题,得到多组Pareto最优解.     

3—RPC并联机构运动学研究

根据螺旋理论分析了3—RPC并联机构各支链的运动螺旋和约束螺旋,确定了该机构的自由度。通过建立3—RPC并联机构的位置方程,给出了机构位置分析的正、逆解析解,并对机构进行了速度、加速度分析。     

新型直驱四轴混联数控机床运动学分析

基于模块化设计技术,提出了一种完全由直线电动机驱动的新型四轴混联数控机床,并介绍了其基本结构型式.以该机床并联主轴模块为研究对象,建立了主轴机构运动学方程,并给出了机构的位置正逆解,由此得到机床主轴的工作空间分布.最后,基于雅克比矩阵,对主轴机构进行了运动性能仿真研究,为机床主轴的运动性能优化和运动控制提供了理论依据.     

菠萝采摘混联机构的设计与运动学分析

针对菠萝采摘机构工作空间大、刚度和承载能力高的要求,提出一种由1R2P串联机构和球面2自由度冗余驱动并联机构串联组成的混联构型方案.将混联机构简化为一个5自由度空间开式运动链,采用D-H方法建立运动学方程,得到位置正反解.对球面2自由度冗余驱动并联机构进行尺度设计,得到位置反解.应用ADMAS软件建立虚拟采摘机构模型,进行运动轨迹规划和仿真分析.结果表明,机构各杆件在运动空间范围内约束条件没有发生破坏,杆件之间无结构干涉,运动关节速度和加速度变化平缓,无突变.杆件尺寸参数设计合理,为菠萝采摘设备的研制提供了理论依据.     

双滑块驱动2自由度五杆机构的运动特性分析

工业操作常常需要作各种平面曲线运动,不仅对轨迹形状有要求,而且对其运动特性(速度、加速度)也有要求.文中研究一种简易实用的两驱动滑块在同一导轨上运动的2自由度平面五杆机构,推导了该机构运动学正反解计算公式,基于其运动学反解仿真分析了该机构末端操作点行走轨迹满足各类直线、圆轨迹及封闭组合曲线时,两滑块驱动运动规律及特性,为这种简易2自由度操作手的实时控制及工业应用奠定了基础.     

6自由度3-UrRS并联机构的位置正解分析

机构的位置分析是求解机构的输入与输出构件直接的位置关系,是机构运动分析最基本的任务,也是机构速度、加速度、受力分析、误差分析、工作空间分析、动力分析和机构综合等的基础。在实际应用中,解正解问题意味着决定机器人末端执行器当前实际的位姿。基于此,提出一种新型3支链6自由度并联机构3-UrRS,采用球面2自由度五杆机构作为复合驱动装置。以机构上平台3个顶点之间的长度为约束条件,建立约束方程,研究该并联机构的正解的封闭解形式,得到一个16次方的一元多项式方程。以3-UrRS自身的机构特点建立约束方程,得出反解的封闭解形式。最后对该正反解的研究结果进行数值验证,正解的计算结果与反解的计算结果十分吻合,仅有微小误差,这是由计算的累积误差引起的。     

一种混联精密装校平台的设计与分析

在分析LRU模块装校要求的基础上,提出了一种可实现6自由度调整的精密装校平台,研究了该平台调平机构和对接机构的自由度和运动类型,应用矢量法推导了各机构位置的正逆解,并将该解算式作为精密装校平台运动控制的核心算法,实现了样机的调平和对接两大主要功能,利用该功能实施了对LRU模块的自动化装校,证明了该精密装校平台可实现设计要求.