修边机器人的夹紧机构优化设计及运动分析

针对修边机器人夹紧机构的优化设计开展研究。通过分析夹紧机构的机构组成原理,建立了以夹紧机构工作半径最大化为优化目标,以各转动副位置、支撑底座质量、极限位置、工作半径范围、压杆运动稳定性和驱动杆推程为约束条件的机构优化设计数学模型。模型验证实验中,以夹持直径d=40cm的圆形塑料制品为例,得到了压杆位移、压杆与驱动杆速率比随驱动杆位移变化的曲线,并对驱动杆的运动速度曲线进行了规划。仿真结果显示,优化及运动分析结果满足设计要求,从而为修边机器人的优化设计与自动控制提供了设计参考。     

基于虚拟样机技术的脚趾甲自动修剪机设计

基于老年人修剪脚指甲难这一问题,设计了一款脚趾甲自动修剪机构,运用曲柄摇杆机构实现了贴合脚趾甲的圆弧运动曲线;通过适宜的速度传动机构的设计,减少了动力源的设计;通过调节磨刀的转速,保证老人有最舒适的体验;利用虚拟样机技术对初始机构进行了运动学仿真分析,提出了几种优化方案,拟定了运动的循环过程,并完成了主要机构的分析和计算。机构具有磨刀速度适中、振动小等优点,符合老年人的需求。     

利用修正板实现光栅刻划机刀架等速运动

利用曲线修正板对曲柄滑块机构运动速度进行补偿,实现了光栅刻划机刀架的等速运动.建立了运动机构的数学模型,推导了等速修正板曲线参数方程.并且针对该机构,分析了由于安装误差所引起的等速误差,通过模拟计算得出了误差曲线.分析发现,修正板初始安装位置水平方向误差在1 mm内,得到的等速误差在2％以内,初始安装位置竖直方向误差只改变刀架初始位置,不影响等速精度.     

玻璃上片台翻转机构设计与运动优化

玻璃上片台是玻璃加工行业的重要设备,通常使用四杆机构实现玻璃的翻转功能,该四杆机构决定了玻璃上片台的运动性能。根据机构工作现场的空间约束与运动需要得到翻转机构运动的初始位置条件,由此运用刚体导引法对机构进行了结构设计,给出了合理的结构尺寸;利用ADAMS软件建立了机构的运动仿真模型,根据仿真结果分析了匀速输入下机构的运动特点;为进一步提高上片台的工作平稳性,提出了合理的原动件输入运动控制方式。     

冗余机构2URR-2RRU运动学与性能分析

针对实际运动控制对机构运动学分析及性能分析的依赖性问题,将并联机构运动分析方法应用到了新型并联机构2URR-2RRU中。首先运用了螺旋理论对机构自由度进行分析,采用矢量法对机构进行了位置分析,通过位置反解求解了相应的雅可比矩阵,并对机构进行了奇异性分析,再利用Matlab空间数值搜索法对该并联机构进行了工作空间分析,最后采用LTI性能指标对该机构的力/运动传递性能进行了分析。研究结果表明:该3自由度并联机构位置正解解析解难以求解,且该机构只存在反解奇异,其工作空间在Y轴方向上的大小由机构末端尺寸决定;性能分析结果显示,该机构具有良好的力/运动传递性能,可为2URR-2RRU并联机构优化提供理论基础。     

3-PRRRR并联机构运动学和工作空间分析与数值仿真

工作空间是评价并联机构的性能和设计并联机构的重要指标。对3-PRRRR并联机构支链进行合理地简化,利用D-H矩阵建模及坐标变换法对3-PRRRR并联机构进行运动反解分析,获得该并联机构的运动反解方程,并利用MATLAB对其位置反解进行数值仿真。根据3-PRRRR并联机构的机构特点,选择扫描法对其工作空间进行分析,根据所得的位置反解方程,利用MATLAB软件,对得到的3-PRRRR并联机构的工作空间进行数值仿真,为进一步研究提供了一定的理论依据。     

Krupp子午线轮胎一次法成型机

克虏伯（Krupp）公司的子午线轮胎一次法成型系统RAS是根据传递原理进行操作的。其钢丝带束层／胎面及胎体帘布层等部件是分开贴合的。当这些部件贴合操作完毕之后，原则上是将这些贴合好的部件平行地从一个位置移动到另一个位置。而带束层贴合完之后，则由传递环将其传递到胎体上，并与胎体进行贴合，之后便成为一条完整的生胎。     

一种三自由度并联机构运动学及工作性能分析

以3-CRU并联机构为研究对象,首先通过螺旋理论对机构的自由度属性进行了分析,该机构可实现空间三平动运动。利用几何法对机构的位置正反解进行了研究,并基于正解方程,得到了机构的工作空间。另外,通过建立机构的雅克比矩阵,利用机构灵巧度指标对机构的工作性能进行研究,为后续机构动力学及实际应用奠定理论基础。     

一种残损航空器搬移拖车悬挂机构的尺度综合研究

对一种残损航空器搬移拖车的悬挂机构进行了尺度综合研究。对该悬挂机构进行了理论分析与数学建模,建立了液压油缸推力与该机构各个杆长的映射关系。在此基础上,以液压油缸在工作空间里的平均推力最小作为优化目标,以初始位置该机构各铰点坐标值为设计变量,合理添加几何约束与运动约束,研究了该悬挂机构的尺度综合问题。通过单调性分析,揭示了该悬挂机构各个尺度参数对优化目标的影响规律,并利用MATLAB软件,采用约束坐标轮换法求出最优解。通过对比优化前后结果,验证了该优化方法的有效性。     

2RPS/2SPS并联机构及运动学分析

基于约束螺旋理论,利用修正的Grübler-Kutzbach公式对2RPS/2SPS并联机构进行自由度分析。通过空间坐标变换方程和封闭矢量法建立位置反解方程,并在其基础上利用数值分析中的牛顿迭代法进行位置正解分析。利用虚设机构法建立了1阶影响系数矩阵,并基于Matlab,通过微分法对其进行了数值算例验证。结果显示,两种方法的运算结果相吻合。最后,利用Adams软件对2RPS/2SPS并联机构进行运动学仿真,得到位移、速度、加速度和角速度变化曲线图,进一步验证了前两种方法运算结果的正确性,且表明2RPS/2SPS并联机构具有良好的运动特性。     

平面任意复杂机构位置分析的连续法

本文介绍了求解多项式方程组的连续法，研究了减少计算量的齐次化方法及初始方程组构造，编制了通用软件。对平面任意复杂机构的位置分析，以三环及四环基本运动链为例，用连续法直接求出全部位置解并用计算机显示机构所有构形。     

三自由度3-PRS并联机构的运动学解析

对于并联机构位置正解极其复杂的求解特点,在求得3-PRS并联机构的位置逆解的基础之上,采用转化求解对象法对其位置正解进行了解析,并应用D'Alembert原理求解了被动关节的速度和加速度,避免了空间机构直接求导法的复杂性。通过对3-PRS并联机构进行实例分析,结果表明,转化求解对象法求解并联机构位置正解的方法简单而有效。同时指出了3-PRS并联机构中除3个主运动之外,还存在派生运动,该运动在3-PRS并联机构的实际应用中必须予以考虑。     

一种新型的三自由度3-RRRRR并联平台机构及其位置分析

提出一种新型的3—RRRRR并联机构，并建立了其位置反解方程。首先用反螺旋分析了3—RRRRR并联机构在初始位置下和在一般情况下的瞬时运动特性。得出该机构在初始位置下和在一般情况时，机构有沿x、y、z轴方向的三个移动自由度，即初始位置下发生移动后，该机构还有3个移动自由度。其次用D—H法给出了主动输入(θ1)与动台住姿的关系，给出了该机构的位置反解公式，并进行了验证，绘制了工作空间的形状。该机构可进一步作为微动机构应用。     

轮胎试验机的运动机构选型及仿真

提出两种满足试验轮胎侧倾、侧偏及加载的机构运动模型,分析比较了两种不同方案的机构运动特点,确定了较为理想的运动方案并利用Pro/E对其进行了运动仿真。     

高速轮胎试验机的轮胎运动机构分析

提出两种应用于高速轮胎试验机的轮胎悬挂机构,对两种机构在侧倾、侧偏混合运动中的差别进行分析.采用ADAMS软件分别将悬架机构和两种机构进行运动仿真,得到有参考价值的接触轨迹曲线.通过对接触轨迹的比较,得出结论:方案2优于方案1.     

一种一平移两转动并联机构的运动学与工作空间分析

以1T2R并联机构为研究对象,详细论述了该并联机构机型的特点、数学模型与三维模型的建立、运动位置的正反解计算、运动仿真和结果分析四块内容。首先采用解析法建立空间位置数学模型,分析计算1T2R并联机构的位置正反解;其次,建立1T2R并联机构的虚拟样机模型,并结合ADAMS软件进行运动学位置仿真和MATLAB软件求解理论位置曲线以验证所求位置正反解的正确性;最后,利用位置正反解求解动平台的中心坐标,并利用MATLAB计算1T2R并联机构的运动空间,并进行分析。     

子午线轮胎二次法成型过程仿真

为实现轮胎成型过程的可视化,利用ABAQUS软件模拟了12.00R20载重子午线轮胎的二次法成型过程。轮胎成型过程主要分为帘布筒部件贴合、一段鼓部件贴合、带束鼓部件贴合、生胎成型和硫化机内定型等5个工序。生胎成型过程采用轴对称模型模拟,运用ABAQUS/Standard隐式求解器求解;机内定型过程采用三维模型模拟,运用ABAQUS/Explicit显示求解器求解。将仿真轮胎和实际生产轮胎的材料分布图进行对比,结果表明,二者的材料分布具有良好的一致性。在此基础上,分析了机内定型过程中带束层帘线的帘线力分布和帘线角度变化。     

基于Monte Carlo法的改进型Delta并联机构运动可靠性分析

建立了改进型Delta并联机构的运动位置误差模型,模型不仅考虑构件几何误差,而且在机构动力学研究基础上考虑了的机构主动关节刚度和杆件弹性变形误差因素。结合MATLAB软件生成伪随机变量作为机构可靠性分析的随机抽样试验参数。当机构按某运动规则运动时,利用Monte Carlo法采用点评价方式,得到不同运动时刻机构的运动位置可靠度和机构末端误差的均值和方差。通过对不同误差模型可靠度数据对比,发现机构主动关节刚度和杆件弹性变形误差对机构可靠性的影响不可忽视。     

2-PrRS-PR(P)S并联变胞机构运动学分析

根据变胞机构理论中改变运动副方位特征实现构态变换的原理,设计一种新型可变转动轴线的2-PrRS-PR(P)S并联变胞机构。其中,两条分支能够利用移动副的位移变化改变转动副的转动轴线,从而改变机构运动输出。根据该机构特点,利用螺旋理论对机构进行自由度分析,利用封闭矢量法和几何约束关系建立机构位置正解和逆解模型,并通过求导得出机构的速度加速度方程;应用Matlab代入机构参数和位型参数,求解位置正解和逆解,绘制机构位姿图;利用Adams仿真验证了理论分析的正确性。     

摆幅可调型足部康复机器人的设计与运动学分析

提出了一种摆幅可调型足部康复机器人。根据踝关节运动方式和足底穴位分布,设计足部康复机器人的整体结构,并且重点介绍了摆幅可调传动机构的运动原理。运用反转法进行传动比计算,采用坐标变换法对机构踏板的位姿进行运动学求解,再通过位置逆解析得到踏板姿态角的运动方程。利用SolidWorks软件对虚拟样机进行运动学仿真,将仿真数据与理论数据对比,验证了理论分析的准确性和机构设计的安全性。最后,对摆幅调节的关键参数进行了分析。