连杆机构的装配特征矩阵和运动模拟

本文提出了连杆机构装配特征知阵的概念,并就装配特征矩阵的基本组成及其在平而连杆机构运动模拟中的作用进行了研究。文中给出了部分常用机构的装配特征矩阵值。     

平面高级杆组装配构形的计算机代数解

建立了平面高级杆组装配构形的位置方程，应用计算机代数法，经过逐次消元，导出了对应装配构形位置方程的一系列导出方程组，由此得到了用结构参数表示的该类杆组装配构形全部位置的符号解。并根据Bezout结式及其相应各阶顺序主子式，分析了杆组结构参数对装配构形数1／1的影响。从理论与实践上解决了该类杆组装配构形分析使用常规迭代法的所带来的各种弊端。     

平面高级杆组装配构形特殊位置的计算机代数解

根据平面高级杆组装配构形的位置方程以及相应的Jacobia矩阵，应用计算机代数法，经过逐次消元，导出了对应装配构形位置方程出现特殊位置时的导出方程组，由此得到了用结构参数表示的该类杆组装配构形在特殊位置上的全部位置符号解。并分析了特殊位置数目、形态及杆组中各构件在奇异点处各种可能的装配模式。     

机构层次上仿生型构形设计CAD系统的研究

论述了机械设计过程与生物发育过程、机械构形设计过程与生物胚胎发育过程之间的相似性 ,提出了借鉴生物胚胎发育的规律实现仿生型构形设计自动化的方法 ,并从功能面、零件和机构三个层次给予简要阐述。重点讨论了机构层次上的仿生型构形设计方法 ,分别是 :机构知识的表示方法 ;机构知识的文字驱动机制。机构层次上仿生型构形设计方法可实现装配结构的自顶向下设计 ,其实用性已得到验证。     

基于SolidWorks的空间连杆机构实体运动分析软件的开发

研究了在三维机械设计系统 Solid Works平台上进行空间连杆机构运动仿真的方法。基于 Solid Works平台、以 Solid Works API为应用程序接口 ,通过将提取的机构装配体的配合特征转换为机构拓扑信息 ,从零件的几何信息自动生成机构结构参数 ,利用面向对象的 VC+ +语言实现了空间机构三维实体的运动仿真。     

基于单开链单元的并联气液动连杆机构逆动力学分析

基于单开链单元应用牛顿欧拉法对平面并联气液动连杆机构进行了逆动力学分析。依据平面并联气液动连杆机构的拓扑结构特征,建立了与机构拓扑结构相统一的机构逆动力学分析模型,得到了维数恰等于机构耦合度的平面并联气液动连杆机构逆动力学方程。以一个3自由度平面并联气液动连杆机构为实例,给出了已知连杆运动规律下驱动力及运动副反力分析。     

RRP单开链的装配构形及运动分析研究

深入分析了ＺＲＲＰ单开链的四种装配的构形，给出了其统一完整的运动分析方法，为机构选优运动分析提供了依据。     

复杂平面连杆机构装配构型及运动过程的计算机图形显示

机械的计算机图形显示是机构方案设计中的一个基本环节．本文详细讨论了复杂平面机构众多装配构型的计算机图形显示和在给定装配构型时机构运动过程的动态显示的原理、步骤及软件设计，解决了任意复杂平面连杆机构运动过程的计算机动态模拟问题．最后给出了实例说明．     

基于Dixon析配法的平面三回路基本运动链装配构形求解

平面机构装配构形的研究对于机构分析与优选具有重要的理论意义和实用价值。本文以复平面法建立运动学方程 ,提出了适合三角函数复平面建模的 Dixon析配法。用此法对平面三回路 III型基本运动链 (BKC)构形进行了分析 ,求解了其所有装配构形 ,得出三回路 III型 BKC的最大可能装配构形数为 18。本文所求得的装配构形数为以 BKC为单元的平面机构构形数规律提供理论基础。     

基于NX及ICIDO仿真的柴油机曲柄连杆机构装配应用

柴油机曲柄连杆结构主要由曲轴、连杆、活塞等零部件构成,也是柴油机的重要运动件,其装配过程对柴油机工作起到了重要的作用,通过利用NX系统平台对曲轴、连杆、活塞进行三维模型建立,并将模型导入ICIDO可视化虚拟平台进行曲柄连杆机构三维虚拟仿真装配操作,减少产品试制阶段的多轮次实物验证,缩短产品的研发周期。此虚拟仿真装配研究利用NX提供了产品的装配顺序规划、装配路径规划,同时,利用基于ICIDO虚拟现实(virtual reality,VR)实现了对曲柄连杆机构的虚拟仿真装配及对应的干涉仿真装配,为后续整机装配工艺方案规划奠定了基础。     

全R副平面基本刚性链的拓扑分类研究

基于平面基本刚性链运动分析复杂性的各种衡量指标：耦合度ｋ、位置解数目上界ＮＢｓ，本文对全Ｒ副平面基本刚性链进行了拓扑分类，揭示了基本刚性链的运动分析复杂性与其拓扑结构间的一些定性关系，为平面多环机构选型提供了依据。     

变拓扑机构结构组成理论

研究得出了变拓扑机构(含变胞机构)新的结构组成理论。提出并定义变拓扑机构的不变元、不变子链、变元、可变子链、变胞器等新概念;给出并严格证明变拓扑机构结构组成的4个新定理,它们分别是变拓扑机构结构与其各阶段构态的关系定理;变拓扑机构的不变子链定理;变拓扑机构的可变子链定理;变拓扑机构的组成定理。研究得出并严格证明关联关系变胞器的等效转化定理。研究变胞器的分类,并给出构件变胞器、连接变胞器和关联关系变胞器的图形描述。变拓扑机构结构组成理论为变拓扑机构的结构分析和综合奠定了新的理论基础。     

柔性结构拓扑优化设计发展概况

论述了柔性结构的特点、拓扑优化设计的基本原理与方法、国内外研究发展现状 ,以及在工程设计中的应用等问题。最后 ,列出了柔性结构拓扑优化设计的发展方向、需要解决的问题 ,以及可能解决的方案等。     

全移动副机构的杆组型综合

导出全移动副机构中杆组的构件数与移动副数匹配关系,从而确定全移动副杆组的构型;并应用连杆组合数值计算方法确定了杆组中各元连杆数、外运动副数及环数之间的关系,提出了杆组的特征值的概念。为开拓全移动副机构的杆组的构型建立了理论基础。运用杆组拓扑图清晰、简捷、快速地确定出1~4杆组及其异构体共15种构型。该法对于n杆组的构建也是有效的。     

基于约束函数的变胞机构变胞方程

变胞机构拥有多个变换的稳态和变胞态,其拓扑构态描述与分析是变胞机构结构学的难点。采用数学分析方法,探索全面、简便而准确地描述和分析变胞机构构态拓扑结构的问题。根据运动副约束的特征,定义反映运动副类型、级别、自由度、方位、性质及其随时间变化情况等诸多特征信息的参数——运动副约束函数,采用矩阵法构建以约束函数为元素的机构变胞源运动链邻接矩阵。针对合并构件、分离构件、改变构件性质、新增运动副、消除运动副及改变运动副性质等六类机构变胞方式,分别定义相应的机构变胞函数和变胞矩阵,建立相邻稳态之间变胞态的机构变胞方程。应用实例表明,所定义的运动副约束函数、运动链邻接矩阵、变胞矩阵和变胞函数等概念能简便、广泛地描述变胞机构的构态特征,基于约束函数的机构变胞方程能准确地描述和分析机构相邻稳态之间变胞态的变换过程,为变胞机构的结构分析提供一种新的途径和方法,并为进一步的变胞机构运动学和动力学分析以及机构综合研究提供理论基础。     

DYNAMIC MODELING OF METAMORPHIC MECHANISM

The concept of metamorphic mechanism is put forward according to the change of configurations from one state to another. Different configurations of metamorphic mechanism are described through the method of Huston lower body arrays. Kinematics analyses for metamorphic mechanism with generalized topological structure, including the velocity, angular velocity, acceleration and angular acceleration, are given. Dynamic equations for an arbitrary configuration, including close-loop constraints, are formed by using Kane's equations. For an arbitrary metamorphic mechanism, the transformation matrix of generalized speeds between configuration ζ and ζ+1 is obtained for the first time. Furthermore, configuration-complete dynamic modeling of metamorphic mechanism including all configurations is completely established.     

基于Kekulé晶格非厄米系统拓扑边缘态的研究

基于Kekulé晶格,验证了物质拓扑相与晶格原子间耦合作用之间的关系,研究了非厄米效应对拓扑绝缘体的影响。设计了两种格点增益损耗分布方式,分别说明了不同增益损耗对体态能谱、边缘态能谱的影响。随着增益损耗值的增大,体态能谱和边缘态能谱将经历能带间隙减小,能带在临界值处关闭形成狄拉克点,随后狄拉克点劈裂形成一对奇异点的过程。区别于传统对Kekulé晶格的研究,在保持系统胞内耦合作用相同的基础上,将胞间耦合作用分化为水平方向和垂直方向的两个量,分别进行调控,验证了拓扑边缘态能谱中能带间隙的有无不仅与几何边界相关,也受系统胞间耦合相互作用的调控。     

数控滚齿机几何误差建模与分析

基于多体系统理论对数控滚齿机进行了结构分析,得到了数控滚齿机的拓扑结构;分析研究了相邻体的运动关系,根据相邻体的运动关系,结合数控滚齿机的拓扑结构,得出了数控滚齿机的几何误差模型;对所得到的几何误差模型进行解耦,获得了数控滚齿机各轴独立的补偿量。研究结果为数控滚齿机几何误差补偿的实现奠定了基础。     

Design and analysis of partially decoupled translational parallel mechanisms with single-loop structures

This study presents a family of novel translational parallel mechanisms (TPMs) with single-loop topological structures. The proposed mechanism consists of only revolute and prismatic joints. The novel TPMs are simpler in structure and have fewer joints and components than the well-known Delta Robot. Four types of 2-degree of freedom driving systems are applied to different limb structures to avoid the moving actuator that causes the problem of increased moving mass. Four sample TPMs are constructed using the synthesized limbs, and one of them is investigated in terms of kinematic performance. First, a position analysis is performed and validated through numerical simulation to reveal the characteristics of partially decoupled motion, which improves the controllability of TPM. Second, singular configurations are identified, and the resulting singularity curve is obtained. Lastly, the workspace of TPM is analyzed, and the relationship between the singular configurations and the reachable workspace is explored. The workspace of the 3-CRR (C denotes the cylindrical joint and R denotes the revolute joint) translational mechanism is also presented to prove that the proposed TPM has a fairly large workspace.