基于共形几何代数的Stephenson-Ⅲ型机构的死点辨识

基于共形几何代数方法建立了Stephenson-Ⅲ型机构的闭环约束方程,运用欧拉公式将方程表示成复数指数形式,描述了公式中各参数与共形空间中各矢量的相互关系,推导出了求解连杆机构运动姿态的输入-输出方程组,并在给定输入下得到了机构位置解。根据各输入杆变量的Jacobian矩阵的行列式的值等于0,推导得出了机构死点位置的判别式,得到了在死点构型下机构的位置解,通过与传统数值法计算结果的比对,验证了该方法的正确性和有效性。     

机器人奇异曲面及工作空间界限面分析的数字-符号法

提出了一种求解运动副转角或移动有限制的机器人的工作空间界限曲面的方法 ,该方法将工作空间分析的问题转化为特定条件下的奇异位形分析问题 ,引入了数字 -符号处理技术 ,可根据位置分析的递推公式 ,由计算机自动推导出工作空间边界曲面及位置奇异曲面的曲面方程。由此描绘出了机器人工作空间边界曲面及位置奇异曲面的截面曲线图。     

基于并行计算的新型并联机床动力学解析模型

基于运动学分析、凯恩动力学方程和数字-符号方法,建立了新型并联机床的动力学解析模型。将动力学模型矩阵的推导问题转化为特定条件下运用运动学和动力学计算公式求解驱动力的问题,由计算机自动生成了动力学模型矩阵的各矩阵元素的实时代码,并提出了实时代码的多项式结构优化方法。还构造了动力学解析模型的并行算法。由于动力学模型是离线建立和优化的加上采用了并行计算结构,大大减少了在线计算量,节省了计算时间。给出了动力学模型矩阵元素实时代码生成和仿真计算的数值实例。     

机器人工作空间分析的解析法

将机器人的奇异位形运动性质与机器人的工作空间分析相结合,提出了机器人工作空间的一般解析方法.该方法以曲面分析为基础,基于位置正解分析得到了机器人工作空间边界曲面的方程.以二重八面体变几何桁架机器人和6-SPS并联机器人为例,分析计算了其工作空间,描绘出了工作空间边界曲面的投影视图及截面曲线图.该方法是机器人工作空间分析的一种简便、精确、高效的计算方法.     

基于能耗指标的拟人机器人步态优化与分析

通过引入基于平均功率、平均功率偏差、平均力矩损耗三个能耗指标对拟人机器人步态进行了优化与分析.基于拉格朗日方程推导了各个关节驱动力矩的计算公式,建立了拟人机器人步态优化的数学模型.使用Matlab作为优化与仿真工具,得到了一組拟人机器人步态参数最优解,分析了拟人机器人各个步态参数与拟人机器人能量消耗之间的关系.并给出了拟人机器人步态优化与分析的数值实例.     

面向新型并联机床CAM系统的设计与实现

设计了面向新型并联机床的CAM系统，研究并建立了一个分层式集成化的零件几何造型设计、刀具加工轨迹计算、切削行距的计算、加工仿真等功能为一体的系统，实现了软硬件的集成和加工信息的共享。理论分析计算和仿真实验结果证明该系统及其集成方法是可行的、有效的。     

基于BP神经网络的虚拟轴机床的实时误差补偿控制

针对虚拟轴机床位置精度高、钢度大、机械结构简单等特点，提出了基于BP神经网络的实时误差补偿控制策略。应用BP神经网络对虚拟轴机床的运动学反解进行学习，利用训练好的神经网络对虚拟轴机床进行误差补偿；给出三坐标虚拟轴机床误差补偿的仿真结果。表明这种补偿控制方案十分有效，补偿后能较大地减小机床的位置误差。     

新型高阶非圆锥齿轮的设计及其节面修形方法研究

将帕斯卡曲线和阿基米德螺线应用到非圆锥齿轮的设计中,推导了该新型非圆锥齿轮节面的数学模型。针对非圆锥齿轮设计过程中可能存在的节面尖点问题,将产形刀具的部分节面作为非圆锥齿轮节面尖点处的节面,依据产形刀具节面与高阶非圆锥齿轮节面之间的运动关系,建立了新型非圆锥齿轮的节面修形模型,开发了非圆锥齿轮的齿廓产形算法。并采用该方法对实例中的高阶阿基米德螺线锥齿轮和二次曲线锥齿轮的节面尖点进行了修正。     

二重八面体变几何桁架机器人工作空间解析

提出了二重八面体变几何桁架机器人工作空间的边界曲面分析方法。该方法以曲面分析及位置正解的解析方法为基础,得到了工作空间边界曲面解析的曲面方程,描绘出了工作空间边界曲面的精确图形。分析计算结果表明,二重八面体变几何桁架机器人的工作空间是由6张曲面片包围而成的闭包。