可重构立方体机构的设计与运动模式分析

随着航空航天技术的飞速发展,大型空间折展机构的功能需求越来越多样化,具有多种展开模式的可重构可展机构应运而生。以可展立方体机构作为研究对象,介绍了其机构组成以及分层构造方法。通过分析立方体机构的相邻面单元间约束,绘制了面单元的机构简图,得到了面单元在正方形和长方形外轮廓下的几何约束条件。分析了三个相邻面单元的耦合运动情况,得到了三个面的可能运动模式,并在此基础上得到了立方体机构的可能运动模式。通过顶点连接、边连接、面连接,得到了两个立方体机构的组合机构,并开展了各种连接条件下的多模式分析。最后通过制作原理模型样机,搭建了边连接和面连接的立方体组合机构的典型构型,验证了理论分析的正确性。     

具有缩放平台的串并联蠕动机构*

为探索新型移动机构及其移动方式,提出一种具有缩放平台的串并联移动机构。该机构由两个空间3-RPR并联机构串联组成,其三个平台均为可缩放移动平台。通过三个平台依次缩放配合支链的伸缩,该机构可实现蠕动运动。该机构兼具并联机构高刚度和串联机构运动空间大的优势。应用螺旋理论计算该机构的自由度,运用矢量法进行运动学分析。以攀爬管道内壁为应用案例,介绍该机构蠕动的详细步态。利用Solidworks进行详细的机械设计。利用ADAMS进行攀爬管道的动力学仿真,得到平台的位移曲线以及支链推杆的杆长变化曲线。制作一台原理样机,验证了该机构的自由度特性和蠕动步态。     

面对称Bricard-like机构的设计与研究

由于空间单环机构巧妙的几何约束，Bennett机构、Bricard机构等被陆续提出并被广泛研究。将多个反四边形机构通过转动副回环连接，可以构造一类新型空间机构，该类机构具有类似空间单环机构的运动特点。提出了一种类似面对称Bricard机构的面对称Bricard-like机构。该Bricard-like机构由两个相同的反四边形单元和一个反平行四边形单元构成。根据反四边形单元的运动特点，将Bricard-like机构简化为变杆长的面对称Bricard机构。而后通过分析其等价6R机构的D-H参数及闭环方程，得到了该机构的自由度以及运动轨迹。此外，根据运动轨迹，分析了该机构的运动特性，揭示了该机构能够实现内翻运动和外翻运动，进而实现无限翻转运动。并讨论了该机构的无限翻转的可行性条件，给出了构造无限翻转机构的约束条件。最后通过制作样机模型，验证了构造方法的可行性和理论分析的正确性。     

一类平面对心折展机构的构造方法

通过多个广义折弯杆组构造具有同一缩放中心的折展机构,给出了平面对心折展机构的一般化构造方法。分析了第一类广义折弯杆组(GAE I)和第二类广义折弯杆组(GAE II)的约束条件,对两个广义折弯杆组进行了对心构造,并用几何方法得到了两个广义折弯杆组对心构造条件,给出了两类折弯杆组的运动分析。在此基础上,分析了n个GAE I和n个GAE II组成的对心机构的构造条件,得到具有n个广义折弯杆组的对心折展机构的回环连接方法。通过对GAE I和GAE II折弯杆组的展开与折叠状态的分析,给出了两类折弯杆组的折展比。分别对由6个GAE I和6个GAE II组成的对心折展机构,建立了三维模型,给出了典型的运动状态;制作了两款机构模型,验证了所提出构造方法的可行性。     

基于预测的地图匹配方法

地图匹配是车辆导航系统中最重要的部分。该文通过对车辆组合定位过程中的匹配方式进行具体分析,得到了通过预测进行有效匹配的方法。该方法利用前一时刻自车的匹配信息和当前的传感器数据来预测下一时刻的自车匹配信息,较好地解决了匹配过程中车辆到不到node点和ShapeLink点的判定问题,同时也解决了匹配中找到正确的当前ShapeLink问题。在车辆组合定位系统中实际运用该模型取得了很好的效果。     

面向民航附加服务的旅客兴趣模型研究

民航附加服务是民航业提升民航旅客旅行体验并获取增值收入的新兴服务领域。区别于传统的民航服务,民航附加服务可以更好地满足旅客的个性化需求。为有效地开展个性化的民航附加服务,需要建立相应的旅客兴趣模型。基于民航附加服务特征,提出了一种基于扩展三维矩阵的民航附加服务旅客兴趣模型表示方法,对兴趣数据的采集方法进行分析,并提出了兴趣模型的进化算法,最后通过应用数据对上述兴趣模型进行验证。     

6-URU支链四面体移动机构的越障步态规划

针对多面体机器人的高地面适应性需求,提出一种适用于四面体移动机构的高质心攀爬越障方法,能够通过三自由度同步变形提升质心高度有效提升攀爬能力。首先,基于四面体移动机构的支撑区域对其移动轨迹进行三角形网格划分,在台阶障碍进行投影畸变,由此规划出该机构针对台阶障碍的分步越障阶段,通过构造凹多面体包附障碍提升攀爬高度。针对高质心攀爬步态的各个阶段分别建立临界状态运动学模型,通过齐次变换矩阵得到机构质心坐标关于障碍高度和障碍距离的表达式,根据数值算法得到最大越障高度随驱动角和障碍距离的变化曲线,执行至不同障碍阶段以实现不同高度障碍的越障攀爬。建立仿真模型,验证越障分析过程合理性。制作一台样机,对高质心攀爬越障步态进行可行性验证。