高速并联机械手的静动态特性预估与优化设计

借助ANSYS参数化设计语言（APDL），构造了一种2平动自由度的高速并联机械手的有限元模型，侧重研究了几种不同铰链的精确建模方法，以及机构处于不同位形时的有限元模型快速重构技术，分析了机械手的静、动态特性，在此基础上进行了结构优化设计，提高了机械手的静、动态特性，并成功应用于产品化样机。     

高速包缝机链弯针机构的设计理论与方法

在研究双线链缝线迹生成原理的基础上，定量地构造出机针与链弯针之间的动作协调关系，提出该类机构的设计理论与方法。     

激光位移传感器的计算机辅助设计和实验验证

根据被测物体的表面反射模型，采用光线追踪法对所设计的激光位移传感器进行了计算机仿真，利用复合形法进行结构参数优化。在结构优化基础上，使用单片球面透镜获得了较高的线性关系。实验表明，此方法可以缩小传感器的结构尺寸、提高精度、降低成本。     

考虑静柔度约束的A3并联动力头轻量化设计

研究一种考虑静柔度约束的3自由度并联动力头——A3头的轻量化设计方法。该方法针对航空铝合金结构件高速铣削工艺,首先建立静柔度约束,然后建立部件柔度、质量与设计参数间的响应面模型,进而将A3头的设计问题归结为一类以静柔度和几何干涉为约束条件,以运动部件质量最轻为目标的有约束非线性设计问题,并借助多岛遗传算法(MIGA)求解。仿真验证表明,与原设计相比,在运动部件质量增加3.6%的前提下,系统的静柔度降低超过50%,低阶固有频率提高30%。该方法为此类装备的工程设计提供一种有效手段。     

一种含平行四边形支链的3自由度并联机构姿态精度综合与装配工艺设计

以含平行四边形支链的3平动自由度并联机构主模块为对象,通过误差建模揭示出影响这种机构末端姿态精度因素。利用灵敏度分析结果,将精度综合归结为一类有约束线性规划问题,并据此提出两种可以有效抑制末端姿态误差的装配工艺方案。     

6R操作臂逆运动学分析与轨迹规划

提出一种依赖初始位形的6R串联操作臂运动学逆解模型与轨迹规划方法。以折叠状态下6R串联操作臂各关节轴线方向单位矢量和位置矢量为基础,运用旋量理论与指数积方法建立该操作臂在初始状态下的运动学模型,以解析法得到该操作臂的16组运动学逆解,通过规划末端执行器在全局坐标系下的位置和姿态运动轨迹,应用运动学逆解得到各关节的运动轨迹。仿真结果表明该操作臂运动学模型、逆解方法与轨迹规划结果正确。该方法建立的6R串联操作臂运动学模型及逆解方法具有建模简单、易于求解、便于轨迹规划等优点。     

虚拟轴机床数控系统手轮功能的开发

由于虚拟轴机床具有非线性映射的运动控制特点，手轮等功能的实现一直是虚拟轴机床数控系统开发中的难点之一，文章介绍了基于“PC＋PMAC”的硬件结构，结合PLC技术、中断技术以及实时多任务调度策略开发虚拟轴机床手轮功能的方法。该方法已成功应用于天津大学自主开发的虚拟轴机床数控系统，取得了良好效果。     

CAD/CAM技术在义齿快速成形中的应用与发展

义齿计算机辅助设计与制作技术是先进制造技术与口腔医学相结合的产物。在设计与制造技术层面上分析了其各项基础单元技术和系统集成技术，包括原始信息采集、数据库建立、数据处理和数控加工技术及设备等，并指出进一步发展义齿CAD／CAM系统的研究方向。     

线变换刚体运动矩阵的群表示方法

研究刚体有限和瞬时运动线变换矩阵的群表示方法。利用刚体运动微分方程导出线变换瞬时运动与有限运动的指数积映射显式表达。借助群表示论研究线变换有限及瞬时运动矩阵集合与SE(3)及se(3)在运动合成方面的等价性,证明前者是后者的忠实表示,并揭示出这种表示与伴随表示间的同构关系。工作旨在将描述刚体有限和瞬时运动不同的方法统一在群表示论框架下。     

2自由度高速并联机械手的有限元分析及优化设计

以一种2平动自由度的新型高速并联机械手为对象，分析机构的静、动态特性，并针对机构。向刚度较差的情况，对机构的结构进行改进，为样机机械结构的详细设计提供了理论依据。