高速重载工业机器人臂机构研究

研究出一种新的机器人臂机构－－“并联放大”复合臂机构，介绍了其机构原理，结构设计及测试实验，实验表明：载荷25kg时，臂机构末端运动速度可达到10m/s，该臂机构具有高速运动及抗冲击振动的能力。     

JSTZG-40型铁钻工伸缩臂机构研究与有限元分析

首先运用软件SolidWorks对JSTZG-40型铁钻工伸缩臂机构进行三维建模,其次对伸缩臂机构的强度进行了有限元分析,仿真和分析结果表明:伸缩臂机构在受到最大推力时,最大应力产生于后臂上支臂与钳头座铰接处,受到最大扭矩时,最大应力产生于前臂上支臂与连接座铰接处,且均小于材料屈服强度;最大变形位移在安全的范围内.     

薄壁管状空间伸展臂技术综述

介绍了可收拢管状伸展臂(STEM)和可盘卷管状伸展臂(CTM)这两类薄壁管状空间伸展臂的工作原理,并调研了国内外基于该类伸展臂的典型应用,如空间并联机构、可展天线、太阳帆展开机构等。总结分析了薄壁管伸展臂结构与机构设计、仿真分析与试验、成型工艺等关键技术,并对我国在该技术领域的发展提出了开展新型展开机构研究、开展全面地仿真分析与试验、开展薄壁管基材研究、开展成型工艺研究等建议。     

液压凿岩台车钻臂变幅系统的联合仿真

该文主要描述了液压凿岩机钻臂变幅机构的几何模型和液压驱动方式,通过建立了钻臂变幅机构的虚拟样机,用AMESim软件对双三角钻臂变幅机构虚拟样机及变幅液压系统进行了联合仿真。模拟了钻臂变幅的实际运动,找出了影响钻臂准确定位即钎杆平行移动的主要因素。     

(2SPS/U)&(2SPS/RR)型并联拟人机械臂的设计与运动学分析

针对现有仿生拟人机械臂连续性差、稳定性差和惯性冲击大的问题,提出了一种新型并联拟人机械臂,可以模拟人的腕关节、肘关节、肩关节动作,采用(2SPS/U)&(2SPS/RR)的二级耦合并联机构来驱动各个关节动作。为得到其运动学正反解,利用封闭矢量法和牛顿迭代法计算得到两级并联机构的运动学正反解;并将整个拟人臂的机构构型进行简化,基于D-H法对整个机构进行了位置正反解的计算和验证。     

多节连续体机械臂的预紧机构装置设计

针对柔索驱动机械臂容易发生绳索松弛从而影响动作准确性和有效载荷能力的问题,设计了一种新型的连续体机械臂混合式预紧机构,并提出了对应的预紧力控制策略.首先,研究了多节柔索驱动超冗余连续机械臂的3个主要组成部分——连续体部件、预紧部件和致动部件,并给出了采用线性电位器的混合式预紧机构具体硬件设计;其次,根据电机和绳索分布,...     

伸缩式拉臂机构的结构参数优化设计

拉臂机构是车厢可卸式汽车的关键系统.以伸缩式拉臂机构为研究对象,以举升油缸的最大拉力最小和最大推力最小为目标函数,建立伸缩式拉臂机构的数学模型,使用ADAMS软件,对其结构尺寸进行了优化设计.     

基于ADAMS的锁紧臂机构的动力学仿真及参数化分析

在一自动对接机构设计中,为了获得符合应用要求的锁紧臂机构参数,采用系统动力学仿真软件ADAMS建立了锁紧臂机构的动力学仿真模型,利用ADAMS软件的分析工具对参数化锁紧臂机构模型进行分析研究,获得了符合应用要求的参数值,从而实现了锁紧臂机构的优化设计.     

医疗C臂机的平衡计算

本文简要地介绍医疗C臂机的机构运动特点，并根据机构的平衡特点对C臂、拐臂以及两者的组合进行初步的平衡计算。     

拉臂机构力学特性分析及结构优化

拉臂机构作为拉臂式垃圾车的关键部位,直接决定整车的可靠运行与人员操作体验,文中在分析拉臂机构的力学特性基础上,计算出在装卸工况下的载荷,利用有限元分析软件,对拉臂机构关键部位进行静态有限元分析与模态分析,分析结果表明拉臂机构符合动态性能要求,但其工作时强度不足,需对此进行结构优化。通过对拉臂机构进行局部修改,采取必要的辅助措施,使其达到符合静态性能要求的目的。在满足拉臂机构静动态性能要求上,装箱工况最大应力降低了23.3%,卸箱工况最大应力降低了24.9%,较好地达到了提高拉臂机构安全性能的目的。     

A modular cable-driven humanoid arm with anti-parallelogram mechanisms and Bowden cables

This paper proposes a novel modular cable-driven humanoid arm with anti-parallelogram mechanisms (APMs) and Bowden cables. The lightweight arm realizes the advantage of joint independence and the rational layout of the driving units on the base. First, this paper analyzes the kinematic performance of the APM and uses the rolling motion between two ellipses to approximate a pure-circular-rolling motion. Then, a novel type of one-degree-of-freedom (1-DOF) elbow joint is proposed based on this principle, which is also applied to design the 3-DOF wrist and shoulder joints. Next, Bowden cables are used to connect the joints and their driving units to obtain a modular cable-driven arm with excellent joint independence. After that, both the forward and inverse kinematics of the entire arm are analyzed. Last, a humanoid arm prototype was developed, and the assembly velocity, joint motion performance, joint stiffness, load carrying, typical humanoid arm movements, and repeatability were tested to verify the arm performance.     

基于运动性能分析的仿人机械臂尺度优化

针对多关节串联机构耦合影响末端执行器运动性能的问题,分析了串并混联机构的运动特性,提出了实现可视化设计的多参数平面模型。基于旋量理论,分别建立了串联、并联关节的运动传递矩阵,并设定了相应性能指标。在此基础上,根据多参数平面模型,通过三维可视化图形,进一步揭示了参数尺度、关节转角空间、性能指标之间的耦合关系,最终确定了参数取值、关节的优质转角范围和指标分布情况。优化结果表明：肩关节、腕关节的全域性能指标分别为0.78、0.67,肘关节的全域条件数为2.38。该混联构型具有与人体手臂关节相类似的功能,可充分发挥串联、并联机构的综合优势。     

机器人臂运动分析的计算机模拟逼近法

提出用计算机模拟逼近法求解机器人臂平面多自由度机构的速度和加速度的方法,采用CAD的几何约束、尺寸约束、尺寸方程和尺寸驱动技术,构造一些典型的机器人臂多自由度平面连杆模拟机构,再用两个相同且彼此靠近的多自由度机器人臂模拟机构,构造速度模拟机构,求解各个机构输出杆的速度,最后用两个相同且彼此靠近的多自由度平面连杆速度模拟机构,构造加速度模拟机构,求解机构的输出杆的加速度。计算机模拟结果与解析法的结果比较表明,提出的方法不仅具有简单、快捷、直观、求解精度高的优点,而且可以完成复杂机构的运动分析,为多自由度机构运动分析提供了更有效的工具。     

一种串并联结构拟人七自由度冗余手臂的设计

长期以来人们一直在努力寻求仿制人自己手臂的途径和解决方案 ,虽然人手臂的组织、肌肉、软骨和骨头不适合做重复性工作 ,但是人手臂的结构对仿制手臂和设计机器人手臂有很多启发。根据这些启发 ,提出一种串并联结构拟人七自由度冗余手臂的设计思想和设计方案 ,该手臂采用球面三自由度并联机构作为肩关节和腕关节 ,该设计不仅结构紧凑 ,而且提高了手臂的承载能力和速度     

空间机械臂锁紧机构等效线性化分析及验证

空间机械臂的锁紧机构刚度特性具有非线性特征,在开展整臂动力学分析时需要对其进行等效线性化处理,故本文提出了一种基于六维刚度等效的线性化方法并进行了分析验证。建立了锁紧机构单机在预紧状态下的非线性模型,通过非线性计算获取了锁紧机构各向刚度数值,并将其提供给用于模拟锁紧释放机构的BUSH单元。对机械臂整体模型进行了模态分析以及频率响应分析。结果表明:整臂前三阶固有频率为89 Hz、92 Hz和96 Hz,和试验结果最大相差为3%;各组件加速度响应分析结果与试验结果吻合较好,最大相差为8%,证明了提出的线性化方法的有效性。该方法考虑了各向刚度之间耦合关系,并且不必逐一处理锁紧机构接触面,有较强的工程实用价值。     

弹射座椅联锁装置锁臂的有限元分析及结构设计

针对弹射座椅联锁装置中关键零件因失效而导致弹射救生失败的问题,在联锁装置主要机构运动分析的基础上,将有限元法引入到锁臂结构的模型分析中,对其进行变形仿真分析,得到锁臂模型在加载后的合位移云图和等效应力云图,明确了变形量过大可能是锁臂失效的原因之一。为此,提出了锁臂结构设计的新方案,通过仿真分析并与之前锁臂的分析进行比较,发现锁臂端部的应变明显变小,验证了新方案的可靠性,为联锁装置的深入研究进行了必要的探索,对提高弹射座椅的安全性能具有积极的意义。     

六独立轮驱动管内检测牵引机器人

研制了一种用于海底管道内检测系统的无缆自治型轮式牵引机器人模拟样机。介绍了机构组成及工作原理,并分析了动态行走特性。机器人采用内置电动机及传动机构的全主动轮杆式结构,包括六只驱动臂杆和机架杆。每只驱动臂杆的首端直接安装一对主动轮,由其内的一台电动机单独控制。六只驱动臂杆周向60°等间距排列在机架的外层空间,且首尾交替、轴向交错布置,形成六独立轮双截面驱动方式。位于内层中心的机架杆,两端布置力封闭可调机构,产生驱动轮与管壁的主动预紧或解锁。该机器人具有体积小、结构紧凑、牵引力大的特点。试验证明,适合作小直径管道检测系统的理想牵引装置。     

旋风铣刀多目标整体优化造型模糊综合评判系统

精加工用旋风铣削刀具多目标优化造型决策模糊综合评判系统的建立,调动了计算机在多目标优化选择中的主动能力,对没有明确量化要求的目标,也能在尽可能减少生产者个人主观判断的前提下做出优化决策,从而可针对所有形体、原始参数、工艺信息的旋风铣削加工进行精加工用刀具的优化设计。     

涡动对液膜密封空化及动压性能影响

为进一步探索涡动现象对液膜密封性能影响,基于满足质量守恒的Schnerr-Sauer空化模型,建立螺旋槽液膜密封涡动模型,探讨密封环涡动半径、涡动速度对液膜密封空化分布及密封动压性能的影响。结果表明:涡动半径对液膜承载能力和泄漏量影响较小,但显著影响液膜空化率和倾覆力矩,尤其是正向涡动时;涡动速度对液膜空化率和密封动压性能影响显著,正向涡动时具有促进作用,反向涡动反之;在相同工况时,正向涡动对密封动压性能的影响好于反向涡动的影响。     

五轴联动旋风铣削机床设计与仿真分析

应用虚拟制造技术拟订了五轴旋风机床的创新设计方案,建立了三维数字分析模型.首先在数字模型上进行了多体运动仿真,验证机构原理;其次在数字样机上进行了机构运动仿真,检查机构碰撞和干涉情况,验证机床运动功能;设计了电主轴,再进行了主轴的动态特性仿真,验证了主轴的刚度.通过仿真分析得知机床性能与设计质量能满足旋风加工要求,验证了方案的可行性.