避免设计位形下发生平台奇异的三自由度转动并联机器人设计方法

设计一种基于反螺旋理论的系统方法,给出了具有三个转动自由度的并联机器人的设计要求。分析了产生平台奇异时三条支链所提供的反螺旋的线性关系,利用三条支链对平台所提供的特殊约束,避免设计位形下发生平台奇异现象。给出了设计该类结构的运动副组成类型和空间放置原则。     

螺旋钻铤机床铣头箱动态特性分析

螺旋钻铤是石油钻采行业中常用的重要钻具,其细长的圆柱外表面上有三条均匀分布的螺旋槽,螺旋槽的加工精度直接影响着螺旋钻铤的工作性能。螺旋钻铤机床是采用三盘铣刀同时铣削螺旋钻铤三个螺旋槽的专用加工机床,通过多轴联动一次铣削成形钻铤工件,提高了螺旋钻铤螺旋槽的加工精度和加工效率。三盘铣刀切削刃对工艺系统的共同作用,使得机床铣头箱部件的动态特性问题更为突出。建立了螺旋钻铤机床铣头箱的理论分析模型,应用有限元方法对铣头箱进行了动态特性分析,求解了铣头箱的前4阶模态频率,得到了各阶振型,并计算了机床切削时铣刀的工作频率。研究结果表明该铣头箱体的各阶固有频率都避开了铣刀的激振频率,因此钻铤螺旋槽在加工过程中具有良好的切削稳定性。     

螺旋钻铤机床铣头箱动态特性分析

螺旋钻铤是石油钻采行业中常用的重要钻具,其细长的圆柱外表面上有三条均匀分布的螺旋槽,螺旋槽的加工精度直接影响着螺旋钻铤的工作性能。螺旋钻铤机床是采用三盘铣刀同时铣削螺旋钻铤三个螺旋槽的专用加工机床,通过多轴联动一次铣削成形钻铤工件,提高了螺旋钻铤螺旋槽的加工精度和加工效率。三盘铣刀切削刃对工艺系统的共同作用,使得机床铣头箱部件的动态特性问题更为突出。建立了螺旋钻铤机床铣头箱的理论分析模型,应用有限元方法对铣头箱进行了动态特性分析,求解了铣头箱的前4阶模态频率,得到了各阶振型,并计算了机床切削时铣刀的工作频率。研究结果表明该铣头箱体的各阶固有频率都避开了铣刀的激振频率,因此钻铤螺旋槽在加工过程中具有良好的切削稳定性。     

螺旋叶的成形方法

螺旋叶的应用比较广泛,在螺旋式送料机、螺旋钻等上均能见到。本文论述的就是工程施工螺旋钻机所用的螺旋钻头和提土器上所用的螺旋叶的成形方法。它的具体形状和尺寸如图 1所示。 　　螺旋叶的下料形状为一缺口圆,它的具体尺寸如图 2所示,尺寸计算从略。 [1]成形原理 　　理论上,螺旋叶的螺旋形态是由不同直径的无数条螺旋线聚集而成,它们的螺旋升角不一样,但相应于它们公共轴的任一角度上的升程却均相等。和这一升程相应的螺旋线上的这些点正好聚集成一条直线,此直线和轴线是垂直的。推而广之,在螺旋面上有无数条这样的直线,正是…     

新型无耦合两移动并联机构的设计与运动学分析

针对并联机构的强耦合性问题,提出了一种新型无耦合两移动并联机构,包含3条分支运动链,其中,第一条和第二条分支运动链结构相同,均为RURR型结构,第三条分支运动链为由3个轴线平行的转动副组成,且其为纯约束分支.基于螺旋理论分析了机构的自由度和输出特性;利用驱动力螺旋和封闭环矢量法建立了机构运动学模型,推导出机构的位置、速度和加速度方程;详细讨论了机构的奇异性,得出机构的奇异位形;应用Matlab和Adams软件进行运动学仿真,仿真结果验证了理论分析的正确性.     

对数螺旋锥齿轮精确建模方法研究

对数螺旋锥齿轮作为一种新型的和具有重大价值的锥齿轮,它的三维模型是否精确对后续的研究工作至关重要。以Pro/E三维软件为基础,根据对数螺旋锥齿轮的形成原理,建立球面渐开线,并作为对数螺旋锥齿轮的齿廓线,且对数螺旋锥齿轮的齿向线采用对数螺旋线,并对过渡圆角曲线部分作了优化推导和处理,通过沿多条引导线扫掠的方式建立对数螺旋锥齿轮的精确主从动轮三维模型。此外以Pro/E为二次开发平台,运用C语言编程建立了只需要输入相应参数,就能自动完成锥齿轮创建的程序。     

各向同性3R空间并联机构的型综合

基于螺旋理论提出动平台分别绕x、y、z转动时,具有各向同性的三转动并联机构型综合的方法。基于各向同性机构速度雅克比矩阵为对角阵,且对角线上各元素值相等的条件,给出各分支主动副的类型;根据驱动力螺旋与同一分支中的非主动螺旋互易积为零的条件,求出各分支中非主动副的类型及配置;依据三维转动GF集理论的求交法则从综合出来的分支中选择3条分支进行机构型综合。综合得到的三转动并联机构具有完全各向同性,所以控制简单且具有良好的运动学性能和力传递性能。     

螺旋油槽螺距的计算和加工

高速转动轴和转动套 ,通常设计有一条或多条螺旋油槽来保证润滑的需要。有的螺旋油槽为不完整螺距或特殊的螺旋。对于不完整螺距一般由钳工划线后用手工或在铣床上按划线加工 ,这对于在轴类上的螺旋油槽还较好加工 ,对于孔壁上的螺旋油槽则很难用这种方法加工。而用车削加工螺旋油槽 ,质量好 ,效率高 ,加工方便 ,这里对不完整螺距的计算和特殊螺旋油槽的车削加工作一简介。1 .不完整螺旋油槽螺距的计算可将不完整螺旋油槽看作是大螺距 (或大导程 )螺旋油槽的一部分。其螺距的计算可按图 4所示的公式进行。2 .特殊螺旋油槽的加工例 1为刨床上…     

经济型数控车床加工异形螺旋槽螺纹

图1所示实物图是我院实习教学中给某工厂加工的一件外协产品,名称为输料螺旋轴,是某机器上运送物料的一个部件,材料为铸造铝合金。从整体上看为锥螺纹,且是一个左旋螺纹,并且螺旋槽的形状比较复杂,螺旋部分长度为550mm,加工时刚性较差,需要低转速小吃刀量进行,螺旋槽结构由三段圆弧和一条直线段构成,属于异形螺纹类,普通机床上是无法加工的。而且数控车床上没有可以直接引用的螺纹加工代码,因此难点在于程序的编写和刀具的选用。     

基于ANSYS环境下的柴油机螺旋气道的参数化建模

基于ANSYS有限元分析软件,通过确定螺旋气道的主要设计参数;并借助Visual C 集成开发环境,实现柴油机螺旋气道的参数化建模,提高了柴油机螺旋气道的建模效率;并为柴油机螺旋气道的设计问题的解决提供了一条新途径。     

KINEMATICS OF 3-DOF PYRAMID MANIPULATOR BY PRINCIPAL SCREWS

0　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＯｎｅｗｈｏｌｅｃｅｎｔｕｒｙａｇｏＢａｌｌ[1] ｐｕｂｌｉｓｈｅｄｈｉｓｃｌａｓｓｉｃａｌｗｏｒｋ ,ｉｎｗｈｉｃｈｈｅｓｔｕｄｉｅｄｔｈｅｓｃｒｅｗｔｈｅｏｒｙ .Ｈｕｎｔ[2 ] ｄｉｓｃｕｓｓｅｄａｌｌｔｈｅｓｃｒｅｗｓｙｓｔｅｍｓ .Ｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆａｌｌｔｈｅｓｃｒｅｗｓｏｆａｓｃｒｅｗｓｙｓｔｅｍｉｎｔｈｒｅｅ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓｐａｃｅｉｓｒｅｇｕｌａｒ .Ｆｏｒａｔｈｉｒｄ ｏｒｄｅｒｓｃｒｅｗｓｙｓｔｅｍ ,ｔｈｅａｘｅｓｏｆａｌｌｔｈｅｓｃｒｅｗ…     

欠秩并联机构运动螺旋系主螺旋的虚拟机构识别

研究了一种常用的欠秩３—ＲＰＳ并联平台机构。提出采用虚拟机构的方法建立了雅可比矩阵, 又采用二次曲线分解理论识别了三阶螺旋系的主螺旋,讨论了３—ＲＰＳ机构在两种位形下的输出运动螺旋螺距ｈ 的各种取值,这对于从全局上了解机构的运动特性、轨迹规划和控制具有重要意义     

螺栓啮合螺纹段的轴力、等效应力分布及摩擦的影响分析

采用有限元数值模拟方法,考虑螺栓材料的弹塑性性质,计算分析普通三角形螺纹螺栓-螺母副在轴向力作用下的内力、应力和变形规律。给出不同总轴力下螺栓螺纹段中轴向力和螺牙根部最大等效应力沿轴向的非线性分布规律和总轴力在各圈螺纹上的分配关系;对由轴对称二维螺牙模型、三维回转螺牙模型和三维螺旋线型螺牙模型计算得到的对应各圈螺纹上的轴向力和螺牙根部最大等效应力进行比较,指出在工程分析中,对于轴向载荷作用情况,可近似将螺旋线型螺牙简化为三维回转螺牙;给出螺栓绕轴线的转角和各圈螺纹上传递的轴向力随螺牙界面摩擦因数的非线性变化规律,得出轴向外力下螺纹段最大等效应力随摩擦因数增大而减小的规律。     

Dual systems of finite displacement screws in the screw triangle

It has recently been shown that finite displacement screws of a particular form enter into linear patterns of combination—displaying the familiar structures of the screw systems—when they are used to describe incompletely specified displacements. Certain kinematic situations demonstrate the same simple linearity if normal usage is extended to admit dual coefficients of combination, the system then being referred to as a dual system. The screw triangle rule for composing the resultant displacement screw of two given finite displacement screws is examined in this paper. On regarding the lines of the given screws as fixed, and the displacement movements about them as variable, it is found that all available resultant screws occupy a structure which can be variously described as a dual 3-system (which contains infinitely many real 3-systems) or as the sum of two axially-orthogonal dual 2-system (each of which contains all linear combinations, using complementary dual sinusoidal coefficients, of two basis screws). The basis screws and nodal lines for these systems are found to lie on the triad of mutually orthogonal mirror-symmetry axes for the lines of the given screws.     

三阶螺旋系主螺旋识别的解析方法

讨论了三阶螺旋系的平面表示法,并在此基础上提出了基于二次曲线分解理论的三阶螺旋系主螺旋识别的解析方法,为进一步研究三阶螺旋系的特性提供了重要的理论工具。     

螺旋理论在空间机构运动和动力分析中的应用

本文用正交螺旋法对一自由度单环空间机构的运动分析进行了研究,导出其速度和加速度的计算公式,在此基础上又对其动力分析进行了研究,从而扩展了螺旋理论的应用。     

螺旋系在不同空间下的相关性

在利用螺旋理论研究某些机构学问题时,螺旋系相关性的判别是关键问题。采用线性代数理论讨论了在3力3偶、4力2偶及5力1偶的情况下螺旋系的相关性。将螺旋系中的螺旋组合成矩阵,通过判别矩阵的秩,来确定螺旋系的相关性,给出了相关性的判据,并列出了在不同的几何条件下的相关性列表。研究对并联机器人自由度的确定、主动输入选择等运动学问题均有重要的意义。     

STRUCTURE SYNTHESIS OF 4-DOF PARALLEL ROBOT MECHANISMS BASED ON SCREW THEORY

Structural synthesis for 4-DOF parallel manipulators using screw theory is systematically studied. Motion properties and constraint conditions of 4-DOF parallel manipulators according to the relationship between screw and reciprocal screw are analyzed. Mathematical expressions for constraint screws and twist screws of moving platform are constructed, and all possible limbs, which provide one or more force constraints, are enumerated. Finally, a parallel manipulator with 3-rotation-DOF and 1-translation-DOF is used as an example to describe the synthesis procedure for symmetrical and non-symmetrical 4-DOF parallel manipulators.     

基于互易螺旋理论的无奇异完全各向同性移动并联机构型综合

基于互易螺旋理论提出一种无奇异完全各向同性纯移动并联机构型综合的系统方法。首先给出机构末端操作器输出运动的矩阵表达式,然后根据该表达式正雅可比矩阵为非零对角阵的条件确定出机构支路驱动螺旋的表达形式,并依据驱动螺旋与主动螺旋互易积为非零常数的条件确定出主动螺旋的形式,再根据驱动螺旋与同一分支中除主动螺旋外的所有其他运动螺旋互易积都为零的特点,确定出可动非驱动螺旋的类型及其轴线方向,从而按照机构分支连接度的不同进行机构支路的型综合。最后取3条所综合出的机构支路将动平台与静平台联接起来即可得到所期望的机构。最后对一种新型3-CRP无奇异完全各向同性移动并联机构进行运动学分析。结果表明,所提出的型综合方法正确可行。