挖掘过程及机构参数优化设计

本文以挖掘机为例，在现场实验的基础上，利用挖掘轨迹方程，结合采矿工艺，确定了挖掘的边界条件。以系统论思想为指导，基于整个挖掘循环过程，解决了建立数学模型的难点，首次对挖掘过程的参数及工作机构几何参数，建立多目标函数，用复合形法进行优化，确定出合理的参灵敏，具有普遍性意义，对设计有实际指导意义。     

合理挖掘轨迹的确定意义

挖掘轨迹是挖掘理论研究中的重要内容，本文基于爆破后的矿堆确立了描述挖掘过程的数学模型。从此建立了以轨迹方程为出发点的新设计体系。提高了自行开发设计能力和水平。     

正铲挖掘机挖掘轨迹的实测及统计研究

本文用现场实测信号对正铲挖掘机的挖掘轨迹进行了拟合和分析，证明实际挖掘工况下的挖掘轨迹非常近似于对数螺旋线，通过一百余斗的处理，从统计意义上提出了挖掘轨迹的理论表达式，进而对挖掘过程中主要挖掘段的后角变化进行了分析。通过对推压速度与提升速度之比理论值与实测值的对比，证明了在主要挖掘段上近似于等速比挖掘，并对在设计时如何考虑挖掘轨迹进行了探讨。     

单工位锻压机的运动仿真

机构的运动分析，主要是为了获得机构中某些构件的位移、角速度和角加速度，某些点的轨迹、速度和加速度。这种分析是机械设计和评价机械运动的基础。以机构拓扑学为理论基础，结合VisualBasic和Matlab对基于UG建模的机构运动进行了运动分析，并且以单工位锻压机为例，对单工位锻压机结构中的关键点从运动学角度进行了分析。该模拟计算对于开发运动分析系统，具有一定的意义。     

基于多柔体动力学的混联研抛机床仿真分析

针对本课题组研制的-JDYP51五坐标虚拟轴混联研抛运动机床,通过建立Pro／E和ADAMS仿真模型,并结合虎克铰和单个支杆的有限元分析,列出了空间刚-柔耦合多体系统动力学方程。仿真实验结果表明,由于机床的铰接特点,支杆在运动中弹性变形很小,其柔性对动平台的轨迹影响不大,可以获得比较稳定的动力学特性曲线。     

混合输入五杆机构的轨迹跟踪研究

混合输入五杆机构系统是一种新型的可控机构,采用恒速电机和伺服电机作为驱动元,两种类型的运动通过一个五杆机构复合后,可得到柔性输出运动.本文对混合输入五杆机构进行了逆运动学分析和动力学建模.为了实现对连续时变轨迹的跟踪任务,该系统采用计算力矩控制算法对伺服电机的运动进行控制.对混合输入五杆机构实现直线轨迹进行了仿真研究,结果表明了逆运动分析和控制算法的有效性,得到了比较好的轨迹跟踪效果.     

定偏心和不定偏心平面研磨均匀性的研究

对修正环形抛光机定偏心和不定偏心平面研磨进行了运动分析,给出了研磨盘上一点相对于工件的速度矢量与轨迹方程,讨论了研磨盘上不同位置的点的相对轨迹。在Preston方程基础上,建立了材料去除函数和研磨均匀性函数。实验结果与理论分析表明通过设置选择适当的转速比组合,可使工件获得均匀研磨,有利于工件平面度的提高。     

4 RRR冗余并联机构的运动学分析

针对4-RRR冗余并联机构的输入及输出构件间的位置关系展开研究。基于运动螺旋理论,分析了该机构的自由度性质,并确定了主动副的位置;建立了机构的逆运动学方程及正运动学方程,并对给定运动平台的位姿进行了数值计算,以验证所建立方程的正确性;研究了机构的运动解耦性以及运动平台的工作空间大小与连杆长度变化的关系;最后,对给定运动平台的运动方程下主动副的输出转角进行了数值仿真。     

工业机器人运动学分析和轨迹拟合研究

为更好地控制工业机器人进行精准的作业,以Puma560工业机器人为例,运用D-H表示法对工业机器人的结构和连杆参数进行分析,建立运动学方程。利用三次多项式插值方法规划出机器人关节角的运动轨迹。在分析了工业机器人运动学模型的基础上,提出了一种通过对机器人轨迹拟合计算表示机器人关节运动精度和机器人运动精度的方法,为后续提高机器人运动精度研究提供了理论依据。     

管连接五星脚自动焊接方法及主要参数的计算

针对人工焊接五星脚质量不稳定、成本高的情况，提出了应用焊枪直线运动与工件旋转运动进行合成以实现三维焊缝自动焊接的方法。通过数学分析，得出了焊缝相贯线空间轨迹方程，并且经详细计算，得出焊枪与工件旋转的速度匹配关系。     

摆辗运动轨迹及调整曲线的分析研究

推导了摆辗机摆头的运动轨迹方程，分析了内外偏心套转速比μ与四种轨迹的关系，并给出了摆辗机的两条调整曲线以及计算多叶玫瑰线轨迹叶数和螺旋线轨迹圈数的方法。     

锻压专利报道

本发明公开了一种全自动打箔机。该机由作往复直线运动的锤头机构和作平面运动的送料机构组成。送料机构的送料框位于锤头机构中的锤头和锤礅之间。送粒框由横向运动框架和纵向运动框架相互叠加而成。送料机构包括双廓凸轮、横向和纵向杠杆组。横向和纵向杠杆组的一端分别与双廓凸轮的两曲廓衔接，另一端则分别与横向和纵向运动框架连接。本发明可以实现任意所需击打轨迹的送料运动，     

基于螺旋理论3-SS并联机构运动特性分析

基于螺旋理论，分析了一种新的3-PSS并联机构的运动特性。首先将该机构的一个分支拆分成两个串联机构，分别建立了动平台的螺旋运动方程；接着根据结构特点，找到机构的运动约束关系；再根据反螺旋理论中的运动和约束力的关系，得出该机构始终受到三个线性无关的力偶约束力，最终从理论上证明3-PSS并联机构只能有三个平动自由度。结论极大地简化了该机构的其它特性分析，同时该方法对其它少自由度并联机构运动特性分析具有一定借鉴意义。     

凸轮式立卧两用换刀机械手的研究

针对在立卧两用换刀机械手中，其凸轮机构驱动机械手需完成的运动轨迹为正方形的特点，提出采用双从动件的凸轮机构设计方案，通过一系列分析计算，确定了运动平稳性较好的从动件运动规律及完整的位移曲线方程，绘制了凸轮的轮廓曲线。     

基于常态挖掘轨迹的铲斗疲劳寿命研究

针对实际挖掘过程中液压挖掘机铲斗铰点载荷谱难以获取、导致铲斗疲劳寿命难以分析的问题,提出基于常态挖掘轨迹的铲斗疲劳寿命分析方法。首先根据实际挖掘过程选取常态挖掘轨迹,对常态挖掘轨迹中各分段轨迹的液压缸理论挖掘力进行计算,得到挖掘阻力载荷谱;然后基于挖掘轨迹对工作装置挖掘过程进行仿真,获得铲斗铰点载荷谱;最后建立铲斗有限元模型,结合挖掘阻力和铰点载荷谱对铲斗静力学和疲劳寿命进行协同分析。以21T挖掘机铲斗为例,采用上述方法对其进行疲劳寿命分析,计算得到了J3J4轨迹中铲斗的最低疲劳寿命为3.293 6×107次。铲斗疲劳寿命分析结果验证了该方法的可行性,为挖掘机工作装置的疲劳分析提供了参考。     

PXW型摆辗机摆头运动学分析及摆头运动轨迹研究

基于PXW型摆辗机摆头运动特点及结构特征,借助双偏心套机构运动模型,通过运动学分析建立摆头矢量运动方程,并研究摆头4种运动轨迹形成特点;利用Matlab软件对异速同向双偏心套的运动轨迹进行了模拟仿真,分析摆头螺旋线轨迹形成过程。     

三轮无轨AGV轨迹误差的模糊控制研究

AGV是现代自动化物流系统中的关键设备之一，为了完成搬运任务，必须对其轨迹误差进行控制。文章以三轮无轨AGV为例，在推导其运动方程的基础上，详细研究了其轨迹误差的组成，提出了三轮无轨AGV的运动控制模型及其模糊控制策略，并利用MATLAB进行仿真研究，仿真结果表明了所提算法的有效性。     

机器人作两圆柱相贯线运动的一种轨迹规划方法

针对作两圆柱相贯线运动的机器人提出了一种有效的轨迹规划方法；用作图法完成了空间位姿的描述，减少了因解代数方程而带来的大量计算，使位姿的描述形象、明了；利用运动学方程完成笛卡尔坐标空间与关节坐标空间的相互转换；利用变角速度实现稳定的运动效果；在比较多种插值函数的基础上，对关节变量作了多项式插值；提出了计算算法及具体情况的解决方法，并作了综合分析。     

基于切向超声的平面磨削参数有效性研究

根据切向超声振动辅助磨削运动简图,分析了砂轮与工件的相对运动关系,建立了单颗磨粒的切削模型,并给出了单颗磨粒切削轨迹方程和运动速度方程。通过分析切向超声振动磨削应用的局限性,建立了不同砂轮线速度下和不同超声振动振幅下的单颗磨粒切削轨迹模型,最终选定出合适的砂轮线速度和超声振动振幅。结果表明:在已知条件下,砂轮线速度在1.25~8m/s之间取值,超声振动振幅在相应范围内取值,切向超声振动对磨削加工作用影响显著。     

高精度回转曲面的砂轮磨削点运动规律研究

轨迹包络磨削法是加工高精度回转曲面的重要工艺方法。为了进一步提高轨迹包络磨削加工的精度,本文首先分析了圆弧轨迹包络磨削中砂轮磨削点与加工曲线的位置关系。以加工母线为圆弧曲线、抛物线等典型回转曲面为例,探讨磨削过程中砂轮磨削点的运动规律,并在此基础上得到了圆弧轨迹包络磨削加工回转曲面中砂轮磨削点的运动速度方程。分析表明：（1）砂轮磨削点运动的距离随着砂轮端部圆弧半径增大而增大;（2）砂轮磨削点的角速度大,则意味着在磨削加工中砂轮磨削点的运动速度快;（3）曲率半径大的回转曲面在磨削过程中砂轮磨损严重。