一种零耦合度且运动解耦的新型3T1R并联操作手2-(RPa3R)3R的设计及其运动学

零耦合度(κ=0)及输入-输出运动解耦的三平移一转动(3T1R)并联机构,不仅运动学、动力学分析简单,而且运动控制与轨迹规划容易,因而在制造业中具有潜在的运用前景。根据基于方位特征(POC)方程的并联机构拓扑结构设计理论和方法,设计出一种零耦合度且部分运动解耦的新型3T1R并联操作手2-(RPa3R)3R,并对之进行拓扑特性分析,给出了其方位特征POC、自由度DOF、耦合度κ等主要拓扑特征;基于序单开链(SOC)的运动学建模原理,给出了该机构位置正解求解的封闭形代数方程,并求得其数值解;基于导出的机构位置反解公式,分析了机构产生三种奇异的几何条件;同时,求解了机构的工作空间和转动能力;给出了该操作手机械结构设计的三维CAD模型。研究成果为该操作手的运动尺寸优化、样机研发以及动力学研究奠定了理论基础。     

基于索驱动的大型柔性结构振动抑制策略研究

柔性索并联机构具有工作空间大、能耗低和惯量小等优点,适用于长距离柔性桁架结构的振动主动抑制。首先提出一种四索驱动的柔性体抑振并联机构,根据闭环矢量原理和机构的几何特征,对四索并联机构进行运动学分析。接着建立四索并联机构的静力学模型,并将超长尺度柔性桁架机构的往复振动简化为梁的弯曲振动,利用振型叠加法求解外部激励作用下的强迫响应。最后针对超长尺度柔性桁架机构的振动抑制问题,提出一种基于模糊控制与PID控制相结合的控制策略,通过仿真验证所提控制策略的有效性。结果表明,所设计的柔索并联抑振系统具有明显的抑振效果,柔性桁架的振幅与振动衰减时间大幅降低,且系统的四索索力值能够在合适范围内变化。     

一种2自由度柔顺移动并联机构研究及其在对接装置上应用

利用伪刚体模型研究了柔性曲梁的弹性回复力和刚度特性,推导出了柔性曲梁的直线刚度表达式,其结果表明通过改变曲梁的预变形量可以改善曲梁的刚度特性,使其具有近似线性化刚度特点。利用该特点,提出了一种双曲梁支链结构形式。结合伪刚体模型和螺旋理论,探讨了该双曲梁支链的自由度和运动特性,进而设计出了一种2自由度柔顺移动并联机构。根据机构运动特点,推导出了其简化运动学和动力学方程,给出了并联机构平台的工作空间和刚度性能,对并联机构平台的极限扭转力矩进行了研究,并制作了柔顺移动并联机构实物样机,对其运动特性进行了试验验证。最后,将2自由度柔顺移动并联机构应用于无人艇水样对接装置设计,利用ADAMS仿真了对接过程,结果表明,该装置能在有较大的径向平移偏差和角度偏差的情况下,完成公头和母头的柔顺对接。     

一种数字控制图腾柱无桥PFC的AC/DC电源

阐述一种临界电流模式图腾柱无桥PFC电路。采用基于DSP TMS320F28035的数字控制取代传统模拟控制,简化外围电路。提出一种数字ZCD方案,该方案实现不同输入电压下的零电压、谷底开通,满足高效、高功率密度的要求。以通信电源为例,研制一台176～265V ac输入,600W/28V直流输出的样机。前级PFC的峰值效率为98.8%,整机的峰值效率为94.6%,整机的功率密度达到110W/in3。实验结果验证了设计方案的可行性和先进性。     

轨道车辆大功率高频辅助变流器设计研究

介绍了一种基于LLC谐振变换器的轨道车辆大功率高频辅助变流器设计方法,主要对LLC谐振变换器工作原理、核心器件选型及电磁兼容等关键项点进行理论分析和硬件设计,并通过样机试验验证了设计思路,为轨道车辆大功率高频辅助变流器设计提供理论支撑和工程经验。     

(中国机械工程学报)2015年第28卷第1期目次、摘要

<正>DOI:10.3901/CJME.2014.0930.156计及重力场的A3并联动力头静柔度建模与分析李祺1汪满新1黄田1 CHETWYND G Derek2(1.天津大学机构理论与装备设计教育部重点实验室天津300072;2.英国华威大学工程学院考文垂CV4 7AL)摘要:柔度建模是并联构型装备设计的重要环节,当并联装备采用卧式布局布置时,自身重力对其末端精度的影响十分显著,而传统柔度建模方法因忽略了重力的影响而无法用来实现对该类装备的变形分析。以一种用于航空结构件高速铣削加工的1T2R三自由度并联动力头——A3头     

双泵并联高效自动化膏体充填采煤技术研究与实践

针对主焦煤层距地表较近、矸石堆积成山的问题,冀中能源峰峰集团羊东矿采用双泵并联高效自动化膏体充填采煤技术,选取充填站主要设备,合理布置充填管路。该技术的实施有效的减少了矸石和电厂粉煤灰占地,降低对空气的污染,经济效益、环境效益和社会效益显著。     

耦合运动对流动不稳定边界的影响研究

将海洋条件对反应堆冷却剂流动的影响归结为动量方程中海洋条件附加力的影响,从非惯性系动量方程出发,针对并联通道,计算得到4种耦合运动条件下的流动不稳定边界。研究表明,强迫循环条件下,耦合运动对并联通道两相流动不稳定边界没有影响。