面向虚拟样机的机构间隙旋转铰建模与动力学仿真

含间隙机构的运动/动力学仿真必须考虑间隙及其影响因素对机构动态特性的影响.针对大型重载机构虚拟样机中的间隙旋转铰,建立考虑铰接处两相对运动构件制造和装配误差的旋转铰间隙变化模型.基于间隙矢量模型,描述间隙铰处两构件间的相对运动学关系和基于非线性碰撞接触模式的动力学约束关系.该模型改善了一般虚拟样机仿真软件对间隙铰建模不考虑制造和装配误差的不足,可以提高虚拟样机仿真的可靠性、真实性.对一汽轮机阀门机构进行仿真计算,分析铰间隙、制造和装配误差等因素对机构动力学特性的影响.     

主卷扬的布置对旋挖钻机动臂变幅机构铰点受力特性的影响

旋挖钻机主卷扬既可以安装在回转平台上,也可以安装在钻桅下部。为研究主卷扬的布置对动臂变幅机构各铰点受力特性的影响,基于动静法建立主卷扬位于回转平台上动臂变幅机构铰点受力的数学模型;当主卷扬位于钻桅下部时,铰点受力视为主卷扬位于回转平台上的一个特例。在Simulink仿真平台上构建基于MATLAB函数的仿真模型,并进行仿真分析。仿真结果表明:与主卷扬位于钻桅下部动臂变幅机构各铰点受力相比较,主卷扬位于回转平台上动臂变幅机构各铰点受力较小。     

含铰间隙RRR-RRP六连杆压力机机构动态仿真向量键合图法

针对含铰间隙RRR-RRP六连杆压力机机构动力学建模与仿真问题,提出了相应的向量键合图法。在考虑旋转铰间隙及复合铰的条件下,建立了含铰间隙RRR-RRP六连杆压力机机构向量键合图模型。应用相应的方法,解决了机构向量键合图模型的微分因果关系给计算机自动建模所带来的代数困难。在此基础上,实现了含铰间隙RRR-RRP六连杆压力机机构动力学计算机自动建模及仿真,分析了运动副间隙对刀具加速度、机构构件角加速度、质心加速度及运动副约束反力的影响,说明了所述方法的可靠性及有效性。     

用于隧道病害治理的高空作业平台设计

介绍了高空作业平台在整个系统中的重要作用及需求分析,利用ANSYS对高空作业平台三维模型在四种不同角度下进行了疲劳应力分析和模态分析。利用AMEsim对静液压调平机构调平油路进行了建模仿真,最终选取双向平衡阀回路保证高空作业平台在动作过程中的平稳性。针对高空作业平台使用环境对平台动作限界进行设计计算,通过软件对其动作限界进行实现,并且对调平机构铰点优化的结果进行了实验验证。     

基于广义坐标形式牛顿－欧拉方法的空间并联机构动力学正问题分析

基于具有广义坐标形式的牛顿－欧拉方法建立一般空间并联机构动力学正问题建模与仿真的通用方法。在动力学建模时,选取空间并联机构动平台的工作空间变量作为系统广义坐标,从各构件的牛顿－欧拉方程出发,结合运动学逆解和虚功原理,得到与广义坐标相对应的系统动力学方程－运动微分方程和系统理想铰约束力方程。对6-UPS型空间并联机构进行动力学建模,计算外力作用下的动态响应,验证了该方法的有效性。理论分析和仿真案例表明,该方法可以简化并联机构动力学正问题的建模步骤,提高计算效率。     

基于Pro/E的并联机床实体建模

分析三杆并联机床机构.利用Pm/E实体建模对三杆并联机床进行了特征建模.设计虎克铰、动平台、静平台、伸缩杆及驱动杆的结构.结合Pro/E的机构约束条件对三杆并联机床进行模拟装配,从而得到虚拟样机实体模型.     

基于虚拟样机技术的含间隙转动铰建模与动力学仿真

对基于ADAMS的含间隙转动铰虚拟样机建模方法进行阐述,并建立具有多个含间隙转动铰的平面曲柄摇杆机构虚拟样机;通过动力学仿真,分析不同连接处的含间隙转动铰元素之间的相对运动关系,对三类运动铰间隙模型的适用性进行评价.     

基于SimMechanics的剪叉平台机构建模及仿真

针对剪型高空作业平台的剪叉平台机构,应用SimMechanics仿真工具箱建立该机构的机械系统动力学仿真模型并进行仿真计算,得到了平台在起升过程中任意时刻的位置、速度和加速度曲线以及驱动油缸的受力曲线。并介绍了使用SimMeehanics对类似复杂机械系统进行建模和仿真的方法,为剪叉平台机构的计算机建模和仿真提供了一种新的手段和方法。     

沙滩清洁车举升机构优化设计与仿真

以沙滩清洁为背景,基于虚拟样机技术,设计了沙滩清洁车的举升机构。首先,利用CREO实现了沙滩清洁车的举升机构三维实体建模;将其导入到ADMS/VIEW建立虚拟样机模型,通过设置材料、定义约束、加载载荷等进一步操作进行运动学仿真并测量得到各个关键铰点的受力情况。为了实现举升机构的结构设计更加合理,各个铰点采用参数化建模,使机构做进一步的优化设计。最后仿真结果表明所设计的举升机构满足使用要求,研究内容有较高的应用价值。     

基于VL Motion和AMESim的液压六自由度平台联合仿真及试验研究#br#

为研究六自由度平台的优化设计及控制策略,需要对系统进行详细建模。针对液压六自由度平台仿真建模方法进行研究,提出一种机电液联合仿真的建模方法。采用AMESim对液压系统和控制系统建模,Virtual.Lab对平台机构动力学部分建模,通过软件之间的接口将机械、液压控制系统两部分模型联合,建立液压并联机构的通用仿真模型。通过与试验结果的对比验证了仿真模型的正确性。与传统数学建模方式相比,该方法发挥了各软件的优势,使建模过程简捷且高效,适用于复杂装备的设计与研究。     

基于牛顿-欧拉法的4-UPS-UPU并联机构动力学方程

采用牛顿-欧拉法建立了空间并联机构的动力学方程,用于研究4-UPS-UPU五自由度空间并联机构的刚体动力学建模。分析了4-UPS-UPU并联机构的支链受力和动平台受力情况,基于牛顿-欧拉法推导出了该并联机构的刚体动力学方程。利用Matlab分别对动平台在空载和加载条件下的驱动力进行理论计算,得到了该机构5个驱动杆的驱动力。最后,利用ADAMS对4-UPS-UPU并联机构虚拟样机进行了动力学仿真分析。结果表明:并联机构在Z轴为0.95m的平面内按半径为0.01m的圆轨迹运动时,驱动杆1受力最大,空载时最大值达-760.6N,加载时最大值达-889.7N。理论计算结果和虚拟样机仿真结果基本一致,验证了理论模型的正确性。该项研究为4-UPS-UPU五自由度并联机构物理样机的制造奠定了理论基础,也为其他空间并联机构刚体动力学建模提供了思路。     

大型液压Stewart平台动态耦合特性

耦合现象在液压Stewart平台中普遍存在,以大型液压Stewart平台为目标,采用AMESim和SimMechanics对液压部分及平台机构部分分别建模。通过软件接口建立联合仿真体系对平台动态耦合进行定量分析,数值模拟6缸动态特性在一致和有差异的情况下动态耦合的强度和规律,该仿真体系针对液压与并联机构进行分布式建模,改善了建模精度。建立大型液压Stewart平台通用联合仿真模型,为Stewart平台的耦合研究提供了有效的理论研究手段,能够针对平台进行前期耦合预测,保证设计方案的准确性与可靠性。     

工程机械驾驶模拟器运动平台多体动力学分析

应用机械系统动力学仿真分析软件ADAMS,对驾驶模拟器运动平台进行了运动学和动力学仿真研究.建立了6自由度Stewart型运动平台的虚拟样机模型,进行了仿真计算,得出支腿作动器行程和驱动力的变化曲线.仿真结果为运动平台的设计提供了依据.     

Stewart平台位置反解研究

Stewart机构运动比较复杂,仅仅通过数学模型的方法,无法充分直观的分析机构在不同位姿下各条液压缸长度的变化情况。据此,提出了基于Simulink环境下对Stewart平台进行位置反解的建模与仿真方法。在通过建立Stewart平台位置反解数学模型的基础上,分析了Simulink中各模块的使用及参数设置方法,对位置反解的数学模型进行了建模,并对Stewart机构6个单自由度的液压缸运动进行了仿真。结果表明,通过仿真曲线直观地了解了六自由度摇摆台位姿变化时,6条液压缸杆长变化规律。     

被动式Stewart隔冲平台的刚度特性

建立了Stewart隔冲平台的运动微分方程,分析了隔冲平台3个方向的动态刚度特性,讨论了刚度大小对平台抗冲击性能的影响,对隔冲平台进行了落锤式冲击试验,并与仿真结果进行了对比。研究结果表明:被动式Stewart隔冲平台的三向动态刚度近似呈线性;隔冲平台的横向冲击隔离率大于纵向冲击隔离率,纵向冲击隔离率大于垂向冲击隔离率;试验所得的冲击隔离率达到86.39%以上。研究成果可为Stewart隔冲平台在船舶设备抗冲击中的实际应用提供理论和试验依据。     

A Newton-Euler formulation for the inverse dynamics of the Stewart platform manipulator

This paper presents an inverse dynamic formulation by the Newton–Euler approach for the Stewart platform manipulator of the most general architecture and models all the dynamic and gravity effects as well as the viscous friction at the joints. It is shown that a proper elimination procedure results in a remarkably economical and fast algorithm for the solution of actuator forces, which makes the method quite suitable for on-line control purposes. In addition, the parallelism inherent in the manipulator and in the modelling makes the algorithm quite efficient in a parallel computing environment, where it can be made as fast as the corresponding formulation for the 6-dof serial manipulator. The formulation has been implemented in a program and has been used for a few trajectories planned for a test manipulator. Results of simulation presented in the paper reveal the nature of the variation of actuator forces in the Stewart platform and justify the dynamic modelling for control.     

基于SimMechanics的三自由度并联打磨机构动力学分析与仿真

针对一种新型三自由度并联打磨机构进行了运动学和动力学分析,并借助于MatLab/SimMechanics 工具箱的系统动态建模功能,搭建了一精确的仿真平台.结果表明:当并联打磨机构末端受广义力矢量作用时,在仿真平台上对系统进行Lagrange方法的动力学仿真分析,示波器跟踪动平台中心点的位置、速度及加速度,从而获得驱动...     

Global dynamic modeling of electro-hydraulic 3-UPS/S parallel stabilized platform by bond graph

Dynamic modeling of a parallel manipulator(PM) is an important issue. A complete PM system is actually composed of multiple physical domains. As PMs are widely used in various fields, the importance of modeling the global dynamic model of the PM system becomes increasingly prominent. Currently there lacks further research in global dynamic modeling. A unified modeling approach for the multi-energy domains PM system is proposed based on bond graph and a global dynamic model of the 3-UPS/S parallel stabilized platform involving mechanical and electrical-hydraulic elements is built. Firstly, the screw bond graph theory is improved based on the screw theory, the modular joint model is modeled and the normalized dynamic model of the mechanism is established. Secondly, combined with the electro-hydraulic servo system model built by traditional bond graph, the global dynamic model of the system is obtained, and then the motion, force and power of any element can be obtained directly. Lastly, the experiments and simulations of the driving forces, pressure and flow are performed, and the results show that, the theoretical calculation results of the driving forces are in accord with the experimental ones, and the pressure and flow of the first limb and the third limb are symmetry with each other. The results are reasonable and verify the correctness and effectiveness of the model and the method. The proposed dynamic modeling method provides a reference for modeling of other multi-energy domains system which contains complex PM.     

柔性Stewart平台的动力学建模与仿真

利用模态综合法描述了柔性支腿的变形，探讨了建模过程中部件模态集的选取原则及正交化处理技术。在此基础上建立了柔性Stewart平台的动力学模型，并仿真分析了支腿柔性对平台系统动力学特性的影响，指出工程应用中支腿的柔性影响可忽略不计。