基于图论的可控装载机构构型设计及其应用

基于图论相关理论对一种新型装载机工作装置进行了全面、系统的构型设计与研究。利用胚图插点法对九杆以内只含单铰转动副的平面闭环两自由度机构进行了构型综合,得到了51种拓扑图;根据可控装载机构拓扑结构要求、功能性要求、约束条件要求以及拓扑结构最简原则对得到的拓扑图进行了拓扑综合,共筛选出了22种满足构型要求的拓扑图;再根据提出的机架存在条件、铲斗存在条件、动臂存在条件对得到的所有拓扑图进行了特定化;最后提出可控装载机构优选原则,对拓扑图特定化方案进行优选和具体化,获得了11种可控装载机构。通过样机研制验证了构型设计的合理性。     

多自由度可控装载机构的构型设计与综合研究

多自由度可控机构式装载机是一种将可控机构应用到工程机械领域而开发的新型装载机,为进一步研究此类可控装载机构新构型,分析研究了现有装载机工作装置的工作原理和结构特点;利用胚图插点的方法得出了平面两自由度五杆、七杆、九杆机构所有拓扑胚图类型;根据可控机构式装载机结构特点,确定拓扑胚图中的功能构件,将满足条件的拓扑图转换为装载机构;通过提出可控装载机构择优准则,对所得构型进行分析和优选,得到可控装载机构最佳构型。     

风电叶片模具翻转机构动力学分析及优化设计

翻转机构是大型风电叶片成形中的重要工艺装备,用来实现叶片成形过程中模具的合模与开模.传统机械行车翻转具有振动大、生产效率低、安全性差等缺点,为解决这些问题,采用液压为动力设计模具翻转机构,并对液压翻转机构进行动力学的分析和优化,为随后的液压控制系统和电控部分的设计打下了理论基础.     

桶装水自动装载机构的设计与分析

为了解决桶装水搬运及安装困难、效率低等问题,运用概念设计(Conceptual Design)的思想将桶装水装载机构的功能结构分解为滑动转向式底座机构,剪叉式升降机构,夹紧机构和翻转机构等子功能机构,然后对机构的工作原理和驱动方法的构思和系统化设计,将各机构集成设计得到一种新型的桶装水自动装载机构,并利用Pro/E建立其三维模型,通过升降机构受力分析和强度校核详细论证了装载机构功能的可行性。该机构设计简单、便利和安全,减轻了桶装水装载过程的劳动强度,提高了装载的安全性。     

基于MATLAB的装载机举升机构优化设计

分析了装载机举升机构的优化数学模型，建立MATLAB优化程序文件，并以某型装载机举升机构为例，在MATLAB软件中进行了优化，得到合理的结构尺寸。     

一种新型可控机构式机器人机构振动特性

可控机构式机器人将驱动电机和减速器安装在机架或机架附近,使机构运动惯量显著减小,改善了机器人机构的动态性能.为了研究这种新型的机器人机构的动态性能,避免其发生异常振动,本文以一种所研制的机器人机构为研究对象,对其弹性动力学进行了建模,并对其振动特性进行了研究.首先对该机器人机构进行运动学分析,然后基于有限单元法建立其弹...     

副翼六杆机构优化设计研究

研究带约束六杆机构的优化设计问题,针对其在机翼中的特殊构造,提出解析求解该机构的一种新算法。以该算法求解输出和期望输出构成最小二乘为目标函数,以六杆机构3个可动铰点坐标值为设计变量,建立满足其在飞机副翼操纵系统中约束的优化模型。利用复合形法求解该模型,并通过典型算例的验证,表明优化模型的合理与该新算法的可靠、高效。     

装载转运车牵引转向机构优化设计与分析

目前,应用于仓储货物装载转运的牵引车辆多采用平行四边形牵引转向机构,因转向轮不符合阿克曼原理,转向时滑动摩擦力大,从而会导致牵引转向操作费力.设计了一种基于阿克曼原理的梯形牵引转向机构,并运用多元非线性规划序列二次规划遗传算法对梯形牵引转向机构的构件尺寸进行优化运算,得到了更加贴合阿克曼理论曲线的尺寸参数.根据优化后的...     

蜗形凸轮机构及其优化设计

介绍蜗形凸轮机构的特点，论述其结构、传动原理和分类。阐明转位盘的常用运动规律及其选择。建立数学模型，选取多角复合形法，使用计算机进行优化设计。     

基于MATLAB小型灌木割灌机构传动系统优化设计

为改变传统的手工收割人工灌木林费时费力的现状,设计了一台履带式割灌机来替代人工劳作。通过对传统的小型自走式灌木割灌机前进时候的行进速度与刀具的切削速度之间的协调关系分析,发现该割灌机在对灌木丛进行收割作业时,传动系统为非连续性函数输出,因此无法得到切削速度与行进速度的最佳协调。为满足提高小型履带式灌木人工林割灌机工作效率的需求,对割灌机的传动系统在传统经验设计的基础上进行优化设计。通过确定传动系统的目标函数,选择独立的设计变量,确定约束条件将传动系统的数学模型建立出来,对设计变量、目标函数以及边界约束条件进行分析和优化,编制了MATLAB复合形法的优化设计程序,并利用其强大的优化计算能力对割灌机的传动系统进行了优化设计。优化结果比按照传统设计得到的小型履带式人工灌木割灌机的工作效率提高了20.59%。为提高割灌机的收割作业效率提供了优化设计方法和理论依据。     

平行四杆式自动装卸机构的优化设计

本文论述了平行四杆式自动装卸机构的总体设计方案。以油缸工作推力最小化为目标函数，对装卸机构进行了优化设计，并在此基础上，绘制了油缸工作推力的变化曲线图，求出了提升额定载荷时所需的油缸最大工作推力。本文建立的优化数学模型具有通用性。     

平面可控七杆机构的键合图动力学分析

介绍了基于键合图理论的混合驱动七杆机构的动力学分析方法，给出了机构的键合图模型，为确定混合驱动七杆机构的主辅驱动力、力矩大小提供了一种规则化、适合于计算机自动生成的动力学方程式，并给出了其动力学分析的一个具体实例。     

刚柔耦合的钻装机扒斗机构动力学分析

运用ADAMS与ANSYS软件联合仿真建立了钻装机扒斗机构的刚柔耦合模型;获取了扒斗机构的运动包络图,明确了扒斗机构的运动范围;基于扒斗机构挖掘阻力通过仿真得到了扒斗机构各铰点及动臂油缸、斗杆油缸、扒斗油缸的受力情况,对工作装置结构强度分析提供重要载荷参考;以斗杆为例进行了强度分析,获取了斗杆在复合挖掘工况下的应力分布及变形情况,验算了工作装置的安全系数;通过ADAMS与ANSYS联合仿真,实现了复杂载荷的自动加载,考虑了构件的柔性,增强了仿真的准确性;对扒斗机构及钻装机的设计具有一定的指导意义。     

杆式超声电机定子的动力学分析与优化设计

利用有限元理论建立了具有复杂外形的杆式超声电机定子的机电耦合动力学模型.利用该模型对定子的动力学特性进行了求解,一阶弯曲模态频率的理论计算结果与样机定子的模态测试实验的结果相差3.9%.提出杆式超声电机工作对定子模态的要求,推导了这些设计要求的数学表达形式.结合模式搜索算法,建立了定子结构参数的优化设计模型来解决这一多目标的优化问题.算例分析的结果表明,该优化模型可以在满足对模态频率、振型、压电陶瓷安放位置、避免干扰模态等要求的前提下,确定定子的相关几何参数,从而提高电机结构设计的效率.     

麦弗逊悬架螺旋运动分析及其优化设计

用更接近悬架实际运动状态的刚体螺旋运动理论建立了麦弗逊(MacPherson)悬架和配用转向机构的运动学模型,提出了考虑转向轮初始状态的车轮外倾角和前束角的计算方法,讨论了车轮前束角和转向角的区别,推导了转向过程中转向悬架中两个压力角的计算公式.以最小转向误差为目标,并限制车轮跳动时四定位参数的变化范围、转向过程中压力...     

玻璃上片台翻转机构设计与运动优化

玻璃上片台是玻璃加工行业的重要设备,通常使用四杆机构实现玻璃的翻转功能,该四杆机构决定了玻璃上片台的运动性能。根据机构工作现场的空间约束与运动需要得到翻转机构运动的初始位置条件,由此运用刚体导引法对机构进行了结构设计,给出了合理的结构尺寸;利用ADAMS软件建立了机构的运动仿真模型,根据仿真结果分析了匀速输入下机构的运动特点;为进一步提高上片台的工作平稳性,提出了合理的原动件输入运动控制方式。     

一种减重外骨骼机构设计及动力学分析

随着社会老龄化,外骨骼技术逐渐应用于助老领域,针对存在下肢退化性关节炎老年人行走过程中需减轻自身重量对承重关节压迫的具体需求,分析了减重外骨骼构型特点,并在此基础上设计了一种基于2-UPS机构的减重外骨骼。外骨骼与人体通过骨盆及前脚掌连接构成单闭环,应用闭环矢量法建立外骨骼运动学模型。基于老年人常速行走过程中下肢关节角度变化关系,计算外骨骼主、被动运动副在一个步态周期的速度和加速度。应用拉格朗日法分别对行走过程中双腿支撑相和单腿支撑相进行动力学分析,并通过Adams仿真软件验证了动力学模型的正确性。