曲梁三角形柔性铰链力学建模与分析

直簧片柔性铰链研究结果表明,簧片的约束行为对柔性铰链的刚度和精度特性具有本质影响,而具有放松约束行为的弯曲簧片一直缺乏系统研究,其非功能方向的约束特性具有重要研究价值.尤其对于曲梁三角形柔性铰链,建立直观的力学模型,对于放松约束行为的曲梁柔性铰链拓扑研究具有重要意义.基于Awtar曲梁模型公式,在普遍受力状态下,建立基于曲梁的三角形柔性铰链转角数学模型,并推导出轴漂数学模型,理论分析与有限元分析结果精确吻合,说明数学模型的正确性,同时,计算结果表明,曲梁柔性铰链约束行为具有较多变化,为新型柔性铰链的设计提供了新的思路.     

新型顺序注射分析系统的研制

介绍了一种由单片机控制的新型顺序注射分析系统。系统主要由高精度注射泵、八通道多位阀和带流通池的检测器构成。阐述了各个功能模块的工作原理、硬件结构设计。研制了SIA实验样机,用于发酵过程中在线分析,实现了准确、自动的分析要求。     

基于动力学性能的全柔性机构优化设计

全柔性机构是一种新型机构,多应用在精密定位场合。为保证该机构具有很高的定位精度和较强的抗环境干扰能力,仅以静力学性能作为指标进行机构的优化设计是不足以满足要求的,还需要对机构的动力学性能进行优化。研究以一具体的全柔性机构为例,给出一种基于机构动力学性能的结构优化设计方法。为此首先建立了该机构的动力学理论模型,为保证结果的准确性,还进行了有限元模拟;在设计过程中,同时考虑到了机构的静态特性与动态特性。该方法可有效地完成机构的尺度综合。     

一种新型的大行程XY柔性并联微定位平台

大行程高精度柔性并联微定位平台的需求与日俱增.提出了一种新颖的大行程XY柔性并联微定位平台,它具有镜面对称的结构和冗余约束特性,镜像对称结构能够很好地约束了面内寄生转角和交叉轴耦合,冗余约束在提高系统刚度的同时还降低了运动平台的质量.建立了柔性微定位平台的柔度矩阵模型,用于确定尺寸参数.最后,通过有限元模型分析,并与理论模型对比.结果显示本文所设计的柔性并联微定位平台具有如下特点：20mm×20mm的大运动行程,两运动轴之间具有较高的解耦度,很好地约束了面内寄生转角,其值小于17.76μrad.     

一种新型二自由度缩放机构的分析与仿真

先是列举了几种典型的缩放机构,然后对缩放机构的工作原理进行分析,得到了缩放机构设计的基本经验.在此基础上,提出了一种基于四杆机构相似的新型二自由度缩放机构,新机构不仅能够实现平面内二自由度的轨迹缩放,而且具有结构简单紧凑,同类机构构型种类较多,易于实现惯性力平衡,易于实现平面缩放机构向空间缩放机构的扩展等优点.此外,通过理论分析得到了此缩放机构的工作空间.最后使用ADAMS软件对机构的缩放功能和工作空间进行了仿真,仿真结果验证了理论分析的正确性.     

柔性机构及其应用研究进展

柔性机构自20世纪80年代提出以来迅猛发展,已成为现代机构学一个重要分支。短短不足30年间,柔性机构设计理论的构建与发展,为柔性机构成功应用奠定了坚实基础。随着对柔性及柔性机构认识不断深入,柔性机构得到了广泛应用,不断涌现新的成功实例。继5年前综述了柔性机构设计方法研究进展之后,尝试从应用的视角鸟瞰一下柔性机构的最新进展。通过将柔性机构的主体应用划分为精密工程、仿生机器人、智能材料结构三大主阵地,概述柔性机构在每个阵地中的应用进展及研究热点情况,并对其发展做了展望。对四种最具发展潜力和应用前景的新型柔性机构(胞元式柔性机构、辅助接触式柔性机构、平面折展机构、柔性静平衡机构)进行简单描述。     

纳米级精度柔性机器人的设计方法及实现研究

从材料、几何结构、柔性铰链、驱动器、运动与负载及加工等几个方面总结了面向精密作业的柔性机器人设计准则。对柔性机器人的设计方法进行了探讨。以精密作业中的具体应用为例，依据这些设计方法与准则，从机械本体和驱动器控制2个方面详细描述了可实现纳米级精度的3自由度柔性机器人样机设计的具体实现过程，设计结果满足任务要求。     

负泊松比超材料研究进展

超材料自21世纪初诞生以来,历经近20年的发展已逐渐发展成为新材料技术的一个重要学科。近年来,功能迥异的超材料在各个领域层出不穷,综述了声、光、热、力、电磁学超材料的发展历史概况。针对机械超材料中的负泊松比超材料,从负泊松比结构的变形机理角度,着重详述了内凹多边形结构、旋转刚体结构、手性结构等物理模型。对基于负泊松比胞元结构的热学和声学超材料,从功能原理到基本特性进行了系统性的调研,综述分析了其研究现状,并对负泊松比超材料未来面临的挑战与发展趋势进行了展望。     

柔性铰链机构设计方法的研究进展

柔性机构历经20年的发展已成为现代机构学一个重要分支,并在精密工程、机器人等领域得到了广泛应用。虽然涌现了一系列柔性机构设计方法与理论,但柔性机构的设计问题仍面临着挑战。主要针对柔性机构在精微领域的应用,从方法和技术的角度全面地概述柔性机构的研究进展。从宏观上对当前几种主流的柔性机构分析与及设计方法(包括伪刚体模型法、结构矩阵法、约束设计法、旋量理论拓扑综合法、模块法、结构优化设计法等)进行总结与比较,按照柔性机构的设计流程详述柔性机构在单元建模、构型综合、机构分析以及尺度综合等方面的国内外研究进展,对柔性机构设计理论的发展进行展望。     

一种新型柔性直线导向机构及其运动精度分析

Roberts机构是一种近似直线机构,由于机构中不存在交叉的杆件,使得它适合应用在一体化加工的柔性机构中,从而设计出大行程高精度的柔性直线导向机构。单个Roberts机构可由四个参数完全决定几何特征,其中轨迹点P的位置参数对机构运动直线度的影响最大。文中通过对Roberts柔性机构的伪刚体模型进行分析,说明了对应某一行程,轨迹点P的位置存在最优解使其运动直线度最高,并给出一种直线度等值线图方法确定最优解的大概位置,最后借助有限元方法进行进一步的优化。单个Roberts机构只能提供点的直线运动,可将两个Roberts机构进行并联得到一个柔性导向机构。本文对这种柔性导向机构进行了设计加工、仿真以及试验,结果表明这类柔性导向机构可以在毫米级行程时,垂直运动方向上的偏移小于1um。