节能型仿真机械手驱动机构设计

为解决机器人自动装配、医学康复断指再造等多接触抓取装置驱动元件多、结构复杂且笨重的问题,提出了一种单自由度仿真机械手驱动机构的设计方案,建立了该方案的满足人手抓取轨迹、驱动力矩小、各构件尺寸小的优化数学模型,经NSGA-II算法求得多个最优尺度方案。利用ADAMS建立了驱动机构最优尺度参数化仿真模型,进行了机构运动灵活性和抓取轨迹验证,获得了抓取物尺寸与驱动转角的关系曲线。     

灵巧节能的单自由度仿真机械手驱动机构设计

为解决机器人自动装配、医学康复断指再造等多接触抓取装置驱动元件多,结构复杂且笨重的问题,设计了一种灵巧节能的单自由度仿真机械手的驱动机构,推导了各指节间的运动关系方程,利用ADAMS建立了其参数化仿真模型,分析了特定构件尺寸的机构运动轨迹与人手抓取轨迹的差距,进而提出满足人手抓取轨迹、驱动力矩小、各构件尺寸小的驱动机构的优化数学模型,经NSGA-II算法获得与人手抓取轨迹相差无几的多个最优方案,并用参数化模型进行了验证。设计结果表明,所提出的驱动机构仅需一个驱动元件即能实现手指各关节的灵巧运动,且结构尺寸小,满足节能环保的要求,是仿真机械手设计的新尝试。     

多工位回转式自动翻转与复位机构的优化设计

以实现工位台自动翻转与复位功能为目标,提出了一种由圆柱凸轮驱动的多工位回转式自动翻转与复位机构。每个工位均由曲柄滑块机构组成,通过凸轮曲线的变化控制滑块的位移变化,从而驱动曲柄旋转,完成工位台的翻转与复位动作。建立了自动翻转与复位机构的数学模型,通过改变机构的设计参数可以满足不同的工程实际要求。以预制硬质卷烟条盒的自动清空为例,研究了满足清空要求的多工位回转式自动翻转与复位机构的参数设计。以凸轮升程最小、翻转角度最大和竖直方向高度最小为多目标函数,以曲柄、连杆、凸轮升程等相关参数为自变量,进行了自动翻转与复位机构的优化计算,优化效果明显,并通过仿真分析验证了机构参数设计的合理性。     

混合驱动拉深压力机运动学优化综合与仿真

提出了用于拉深工艺的混合驱动压力机的机构构型,并对其进行了正运动学分析;建立了混合驱动拉深压 力机优化设计的数学模型和方法。首先优化综合机构的几何参数,再用10次Bezier曲线优化伺服电机的运动规 律,从而可使滑块的输出运动能实现一组较理想的轨迹,通过仿真结果分析了混合驱动拉深压力机的优点。     

消化道药物控释驱动机构的动力学特性研究

药物控释微系统是研究消化道药物吸收特性的一种新技术,其中的驱动机构是实现药物释放的关键技术环节.对电热式驱动机构进行了数学模型分析和实验测试研究.根据牛顿定律及液压传递原理,建立数学分析模型,并利用MALTAB仿真驱动机构活塞的速度-时间曲线及位移-时间曲线.同时,利用高速摄像系统设计了针对电热式驱动机构的测试实验,记录和分析了驱动机构药物释放的动态过程,得到了驱动机构活塞的运动学特征参数.实验结果表明驱动机构活塞的运动由慢-快-慢3个阶段组成,药物释放主要在第2个阶段完成.该研究结果有助于优化药物控释微系统驱动机构的设计.     

并联机床运动仿真与运动学分析的新方法

为了不建立数学模型完成并联机床机构的运动仿真和运动学分析，提出综合利用CAD软件所具有的装配约束和尺寸驱动功能实现运动仿真和运动学分析的方法。给定刀具位置与姿态的驱动尺寸和杆件长度的被驱动尺寸，在装配约束作用下驱动尺寸带动整个机构运动，实现运动仿真，记录杆件长度的被驱动尺寸，得到杆长的值。用Matlab软件拟合杆长数据，得到刀具位姿（驱动尺寸）与每个杆长值（被驱动尺寸）的拟合曲线和拟合方程，求解了杆件的速度和加速度方程。计算机模拟结果表明，并联机床运动仿真与运动学分析方法简捷直观，速度快，求解精度高，可完成其他多自由度并联机构的运动仿真和运动学分析，是并联机构的运动仿真和运动学分析的有效工具。     

粮油食品机械中的机构运动仿真及优化设计

建立了机构运动仿真及参数优化的数学模型。利用该优化数学模型，机构能够对给定的运动轨迹实现最佳逼近。利用MATLAB实现了机构的运动仿真及优化设计，计算结果表明了该方法的有效性。     

虚拟样机技术在双转轴支撑机构设计中的应用

基于虚拟样机技术及仿真软件平台Pro/E,设计开发了风洞试验模型的双转轴支撑机构,建立了角度控制的数学模型,实现了机构的虚拟样机设计和运动学仿真,获取了被测试验模型运动情况的运动参数曲线,并对双转轴机构实施了干涉的动态检查,为双转轴机构设计方案的交流与评估以及双转轴机构的制造与应用奠定了基础.     

修边机器人的夹紧机构优化设计及运动分析

针对修边机器人夹紧机构的优化设计开展研究。通过分析夹紧机构的机构组成原理,建立了以夹紧机构工作半径最大化为优化目标,以各转动副位置、支撑底座质量、极限位置、工作半径范围、压杆运动稳定性和驱动杆推程为约束条件的机构优化设计数学模型。模型验证实验中,以夹持直径d=40cm的圆形塑料制品为例,得到了压杆位移、压杆与驱动杆速率比随驱动杆位移变化的曲线,并对驱动杆的运动速度曲线进行了规划。仿真结果显示,优化及运动分析结果满足设计要求,从而为修边机器人的优化设计与自动控制提供了设计参考。     

基于MATLAB的多功能下肢康复训练辅具的机构运动分析

根据人机工程学原理,为满足老年人和残障人的日常生活需求,设计开发了一款多功能康复训练辅具.对其上肢提升机构,建立机构的运动分析数学模型,利用MATLAB软件进行机构运动仿真分析,在指定各项设计参数后,通过仿真获得机构的运动参数和运动曲线,为机构的运动性能评价及康复辅具的智能控制提供必要的依据.     

基于 SimMechanics的牛头刨式平面六连杆机构运动学仿真

为研究牛头刨式平面六连杆机构的运动学特性,利用SimMechanics 搭建了运动学模型并对其仿真,得到了该机构中关键点滑块在驱动力作用下的瞬时位移、速度、加速度的运动曲线。仿真结果表明：运用该方法既无需数学建模与编程又能够快捷、准确、直观地显示机构的运动轨迹,是复杂平面连杆机构仿真分析较好的方法,能够为平面连杆机构的设计、优化和开发提供重要参考依据。     

一种扁薄副翼全电舵机动态响应的仿真计算

为了解决当代导弹很薄的翼型空间给副翼舵机机构布置带来的技术难题,文中提出了一种超薄舵机机构方案,并采用仿真计算的方法对方案的合理性进行了验证。文中建立了驱动机构、无刷直流电机、PID串联控制器等主要因素的数学模型,在Simulink中对模型进行了运算。计算结果表明,在舵机的测试工作点,带宽达到了10 Hz,舵机的稳态误差、扰动响应等主要性能指标均达到了设计要求,舵机系统具备了较强的位置指令跟踪和高动态响应能力。     

基于Simulink的精梳机主传动机构建模与仿真

针对精梳机的钳板和分离罗拉传动机构,建立运动学模型,并利用Simulink进行了动态仿真,得到各机构的运动特性曲线.通过修改仿真参数可优化机构运动特性,同时为精梳机的多电机分部传动提供了准确的数据来源.该方法具有简洁高效、精度高、速度快等特点.     

一种球形机器人的设计与原理分析

本文中的球形机器人是一种非完整系统,它利用两个电机作为动力输入,通过改变配重重心的位置实现了球形机器人沿任意方向的运动,包括原地的自转,并且具有一定的爬坡能力。由于其具有特殊的灵活性,它可以应用于各种不同的场合。本文简要介绍了该球形机器人的机械设计原理和相关的基本运动原理分析。     

基于数字样机的TBM管片拼装机运动学和动力学仿真

针对全断面掘进机管片拼装机在设计过程中的约束变量多、干涉情况复杂和设计周期长等问题,进行管片拼装机运动学和动力学仿真的研究.首先对管片拼装机进行了运动学分析,然后利用Pro/E进行三维设计,最后将三维模型导入ADAMS中进行动态仿真.通过对该机构的仿真分析,得出各主动件的速度和驱动力曲线;以空间搜索的方法,找出各主动件的最大速度和最大驱动力,从而获得了管片拼装机的运动学和动力学特性,为机构设计及动力系统的选型设计提供了依据,缩短了设计周期.     

大型民航客机油门装置驱动控制设计

油门装置是大型客机油门控制系统的执行装置,结构上包括油门伺服电机、传动机构和油门角度解算器。油门伺服电机接收飞行控制系统的速率指令,通过传动机构带动油门角度解算器旋转。解算器将油门角度信号输入发动机电子控制器实现对发动机推力的控制。油门装置中油门角度的控制直接影响发动机推力控制的准确性以及飞机的飞行安全。针对大型客机油门装置角度控制要求,开展油门装置驱动控制设计研究。首先,对油门装置的结构进行分析。然后,建立油门装置部件及系统整体的数学模型。最后,在Simulink下设计油门角度闭环控制系统并进行仿真。仿真结果表明,所设计的油门装置驱动控制系统能够较好地对油门位置和速度信号进行跟踪,且响应速度快。     

燃料电池电动汽车控制策略的仿真研究

以燃料电池为混合动力装置的新一代电动汽车已经成为世界各大汽车公司竞相开发的产品。燃料电池电动汽车系统庞大复杂,需要的成本高,而建立其数学模型并应用适合的控制策略进行仿真分析,不仅便于灵活地调整设计方案、优化设计参数,而且可以降低科研费用、缩短开发周期。因此为了更好地研究燃料电池的整车性能,有必要研究其控制策略。提出了应用于燃料电池电动汽车的控制策略,分别实现了汽车驾驶时对电机和功率总线能量分配的控制;通过分析部件模型的动态特性,验证了应用于该系统模型的控制策略的正确性。     

基于ADAMS的平动机构运动轨迹的规划与验证

应用ADAMS虚拟样机软件创建了一种三自由度平动并联机构的模型,利用矢量法求解了这个机构的运动反解.预设该机构的末端执行器的运动轨迹,经过逆向仿真,得出主动臂的转角变化数据曲线.再应用ADAMS软件的后处理模块将数据曲线转化成样条曲线,利用样条插值函数将样条曲线转化成可输入的数据函数.当在机构主动臂上输入数据函数转角,末端执行器就会按照预设的轨迹运动.同时进行了正向仿真,得到末端执行器的运行轨迹与预设的运行轨迹基本一致.轨迹规划代替了大量的位置正反解运算,解决了理论求解多解取舍问题.在设计末端执行器的运行轨迹和对其它并联机构的运动分析时有借鉴意义.     

基于Web技术的平面连杆机构CAD系统研究

根据建立机械设计基础数字化信息资源软件库的需要,针对平面连杆机构运动形式和连杆曲线多样性的特点,采用机构综合和分析于一体的方法,开发了由管理、机构综合、运动分析、动态仿真、机构选型和系统帮助等功能模块组成的平面连杆机构CAD系统(简称PLMCAD),提出了基于Web技术的PLMCAD系统的总体结构,并论述了机构类型识别、主动件可行域确定、数学模型的建立与方程组求解等系统实现的关键技术.