基于Monte Carlo法的6-6型Stewart并联机构动作可靠性分析

提出一种基于Monte Carlo法的6-6型Stewart并联机构动作可靠性分析的有效方法。以ADAMS/View为虚拟平台,建立6-6型Stewart并联机构的参数化样机模型,然后对模型施加约束和载荷,通过样条函数、自定义函数等方法实现样机的驱动加载。通过对样机的运动学仿真,获得6-6型Stewart并联机构正解与逆解,为研究该并联机构的可操作度、空间轨迹分析奠定基础。将ADAMS编程与VC++编程相结合,编写并嵌入伪随机数子程序函数,实现样机的Monte Carlo参数化,有效模拟机构各类参数的随机误差分布,从而实现对一系列同类型机构的运动模拟计算,获取可靠性试验数据,进而得出该机构动作可靠度。该方法不必建立繁琐的数学模型,快捷、方便,具有一定的理论意义和应用价值。     

基于旋量的Delta并联机构位置反解

任意刚体运动都可用螺旋运动来表示,通过螺旋运动的指数矩阵可以实现刚体上任意一点运动前后的坐标变换。鉴于Delta并联机构的特殊几何结构,可以建立其一运动节点前后位置变换的方程。在这个方程中,体现出主动构建的运动的转角。解得主动件转过的角度从而实现对Delta并联机构的位置反解。     

基于Monte Carlo法的机械密封可靠性评价方法

分析了影响机械密封可靠性的主要因素,阐明了采用Monte Carlo法求解随机问题可靠度的基本原理。给出了将产生的随机数组换算成服从一定分布规律的数组的方法。以某工况下机械密封环磨损可靠性的评价为例,详细说明了Monte Carlo法的应用,并将机械密封作为串连系统提出了系统整体可靠性的求法。     

基于Pro/E的2-PRR并联机构运动仿真

首先对2-PRR并联机构进行了运动学分析,推导出机构的运动学正反解。在此基础上列举应用实例,并利用Pro/E软件建立了机构零部件的实体模型,再通过一定的约束条件对零部件模型进行装配,然后运用Pro/E的Mechanism模块对其进行运动仿真。最后介绍了仿真结果在机构惯性力分析中的应用及改善惯性力影响的措施,为并联机构的进一步设计、分析及制造奠定了基础。     

基于Monte Carlo法的光电跟踪测量系统精度分析和布站优化方法

提出一种基于Monte Carlo法的光电跟踪测量系统的分析方法,使用坐标变换方法对光电经纬仪建立了包含照准差、横轴差、竖轴差、传感器误差和编码器误差准确的Verilog-A模型,使用最坏情况法和Monte Carlo法分析了各种误差源对系统性能的影响。并对双站交汇的布站进行了优化,在考虑经纬仪本身误差源和站点位置误差的情况下,使用Monte Carlo法计算了针对特定弹道轨迹的最优布站选择。该方法对光电跟踪测量系统设计具有一定的指导作用。     

3-RPS并联机器人运动可靠性仿真研究

利用ADAMS 12.0建立多体系统仿真模型:首先在ADAMS/View模块下建立参数化的虚拟样机模型。利用ADAMS软件提供的Point Motion、Measure和Spline等功能,获得机器人位姿正反解。考虑杆长误差和球副位置误差服从正态分布的情况下,利用随机抽样获得不同模型的实现,通过仿真得到机器人末端执行器的多组运动轨迹,并用文本文件记录相应的数据结果。最后由统计计算得出任意时刻的机器人运动可靠度。该方法不涉及复杂的数学推导,计算精度高,求解周期短,为设计人员提供了一定的参考,适合于工程应用。     

基于Monte Carlo仿真的发动机曲轴止推片可靠性分析

对发动机曲轴止推片的失效数据进行了分析,应用威尔分布并联模型给出了其可靠度函数.在Matlab环境中应用Monte Carlo方法对曲轴止推片的可靠度进行仿真,给出了具体的仿真步骤,得到曲轴止推片的可靠性仿真曲线.将仿真结果与试验结果进行对比,得出两曲线随路程变化的规律基本上是一致的,从而验证了Monte Carlo仿真能够反映曲轴止推片可靠性随行驶里程的变化规律.     

3-PRRS并联机构多目标可靠性优化设计

以提高并联机构多目标优化设计结果的可靠性为目的。首先构建3-PRRS并联机构多目标优化设计模型,基于Isight集成Matlab软件,利用试验设计和多目标优化算法进行多目标确定性优化设计。然后分析3-PRRS并联机构在设计制造中所涉及到的随机不确定性因素,基于Isight进行6Sigma可靠性分析以及考虑随机不确定性因素的6Sigma优化,建立一种高效的考虑不确定性的3-PRRS并联机构多目标可靠性优化方法。研究结果表明,考虑不确定因素的多目标优化设计方法得到的最佳设计解可靠度更高,更加符合设计要求。     

基于影响系数法的平面3RRR并联机构运动求解研究

分析了平面3RRR并联机构的运动结构,得到求解机构运动的位置逆解方程。应用影响系数的直接法写出机构一阶二阶影响系数,得到驱动连杆与动平台之间速度与加速度的映射关系方程。以给定尺寸参数的平面3RRR并联机构为例,分别用MATLAB编程计算和ADAMS软件运动仿真,得到机构运动的位置、速度及加速度曲线。两种运动求解曲线的吻合,证明了运动方程分析的正确性。在可靠的运动速度仿真结果基础上,利用求一阶导得到机构运动的加速度正解。简便可靠的求解过程为其它并联机构运动分析提供方法参考。     

基于螺旋理论对4-UPU并联机构的自由度及运动分析

在并联机构的分析研究中,应用螺旋理论做空间机构的一些分析是较为简便的,它是诸种常用的数学方法中较好的一种,是以线性代数及几何数学为数学基础展开的。本文采用螺旋理论中的运动螺旋及力螺旋分别表示并联机构的自由度和约束,并利用其互逆定理,对少自由度的4-UPU并联机构进行约束和自由度分析,并求解出了该机构的自由度。最后通过实体模型的仿真运动分析,验证了该方法的准确性、可用性和通用性。     

基于蒙特卡洛方法的可靠性灵敏度分析

以四杆机构刚性输出角的数学模型为例,建立刚性四杆机构输出角的模型,采用蒙特卡洛方法对输出角的可靠性灵敏度进行了计算和分析,通过该方法可以判断各参数对机构的可靠性的影响,能有效地提高运动机构的可靠性和稳健性,具有较高的工程价值.     

Delta并联机构的逆向运动学分析

对Delta并联机构的逆向运动学进行了全面分析,从机构约束方程得出机构位置反解,使得主动构件的关节变量能用结构参数表示;利用影响系教理论,建立了机构输入输出运动速度及加速度之间的传递关系;影响系数计算过程容易程序化,避免了传统速度加速度分析中的求导运算,便于采用现有的数学应用软件,进行符号推导,影响系数又是构造动态性能量化指标的基础,对机构动态性能分析和动态性能优化具有十分重要的意义.     

基于蒙特卡洛法的结构可靠度预计

综合考虑结构中多种不确定因素的影响,提出采用蒙特卡洛法进行结构可靠度预计。蒙特卡洛法结构可靠性分析是通过随机模拟和统计试验来求解结构可靠性的近似数值方法。在应用该方法时,需要处理大量的统计试验数据,若采用人工处理会有很大的困难。现将随机可靠性理论与有限元求解方法结合,利用蒙特卡罗法对无法写出显式功能函数的复杂结构进行结构可靠度预计,并得到相应可靠度。     

基于蒙特卡洛方法的3-PRS并联机器人误差分析

针对3-PRS并联机器人误差传递关系复杂的问题,提出了用蒙特卡洛模拟抽样法计算末端位姿误差。根据设定的理想位姿,用逆向运动学求三个滑座的高度及夹角。在蒙特卡洛法的每个循环中,根据设定的概率分布及每个误差源的误差范围,随机生成误差源具体的误差数据;将三个滑座高度及机器人参数加上随机生成的误差,再用正向运动学计算末端实际位姿;进而计算理想位姿与实际位姿之间的误差。根据蒙特卡洛方法得到的末端位姿误差序列计算极限误差及特征量。最后用算例验证了方法的有效性与可行性。     

基于马尔可夫蒙特卡罗子集模拟的可靠性灵敏度分析方法

在小失效概率可靠性分析子集模拟法的基础上,提出基于马尔可夫蒙特卡罗(Markov Chain Monte Carlo,MCMC)子集模拟的可靠性灵敏度分析方法.在子集模拟的可靠性分析中,通过引入合理的中间失效事件将概率空间划分为一系列的子集,从而将小的失效概率表达为一系列易于模拟求解的较大条件失效概率乘积的形式,然后利用MCMC抽取条件样本点来估计条件失效概率.基于MCMC子集模拟的可靠性灵敏度分析,是将失效概率对基本变量分布参数的偏导数转化成条件失效概率对基本随机变量分布参数的偏导数.给出了偏导数通过MCMC模拟的条件样本点进行估计的原理和步骤,推导得出可靠性灵敏度分析的计算公式.利用简单数值算例和工程算例验证所提方法,算例结果表明:基于MCMC子集模拟的可靠性灵敏度分析方法有较高的计算效率和精度,对于高度非线性极限状态方程问题亦有很强的适应性.     

基于3-UPS机构并联机床的运动学分析

结合并联机床的机构特点,采用矢量法建立了3-UPS并联机床机构运动学模型,运用求导法推导了3-UPS机构的一阶影响系数矩阵,分析了机构的奇异性和平稳性。     

基于蒙特卡洛模拟的6-UPS并联机构的误差分析

根据6-UPS并联机构逆运动学模型,通过微分变换,构建了动平台位姿误差模型,由误差模型可知:动平台位姿误差来源于6个支杆长度误差和12个铰链中心的位置误差,共42个误差项。还建立了轴承间隙对万向节中心位置和复合球铰中心位置影响的随机误差模型,利用蒙特卡洛模拟分析了支杆长度误差和轴承游隙对动平台的位姿误差的影响,结果表明:当支杆长度误差服从均匀分布,铰链中心位置误差服从均匀分布时,动平台位姿误差近似服从正态分布,且动平台位姿对铰链轴承游隙的敏感度大于对支杆长度误差的敏感度。为6-UPS并联机构的误差分析提供了一种方法。     

基于蒙特卡罗法的行星齿轮机构稳健性分析

以行星齿轮机构体积最小为优化目标,以太阳轮齿数、齿宽、模数、行星齿轮个数为设计变量,以齿轮轮齿接触强度、齿轮轮齿弯曲强度、相邻条件等为约束条件,建立了某行星齿轮机构数学模型,并应用遗传算法求解了优化结果.将设计变量考虑为具有正态分布特征的随机变量,应用蒙特卡罗方法对行星齿轮机构进行稳健性分析,包括随机变量影响下的目标函数、约束条件的概率分布.分析表明,设计变量存在微小变化时,行星齿轮机构稳健性差.重新设定精度后,行星齿轮机构稳健性得到提高,满足了设计要求.     

基于图谱法的新型运动分岔并联机构型综合

多模式并联机构在航空航天、机械加工、医疗康复等领域均极具应用前景,但目前能够实现多模式的运动分岔并联机构类型较少,绝大多数运动分岔并联机构中含有变自由度性质的RER支链,为此基于图谱法综合了一类新型运动分岔并联机构且机构中含有4类变自由度性质支链与已有的RER支链不同。首先基于图谱法以机构初始位置两瞬时转动自由度线非共面且相互垂直为例对2T1R运动分岔并联机构进行综合,随后将机构含有的URR支链中和定平台相连接的R副轴线方向改变,使其具有2R2T和3R1T两种自由度性质。将改进后的URR支链配置方案应用到部分4自由度和5自由度支链中,提出另外三类变自由度支链,每种类别支链分别有4、12、32种。以机构中含有4类不同变自由度性质的支链为分类依据,综合出四大类同时具有2T1R+2R1T两模式新型运动分岔并联机构,共包括12种子类别;以第4类变自由度支链为例,将其引入到并联机构中,通过图谱法综合出具有3T1R+2R2T两模式新型运动分岔并联机构。