平面曲柄摇杆机构自调结构的分析与设计

对高效、高稳定性及低成本的无过约束自调机构的研究是基于约束不确定的稳健设计的最重要方面。详细分析了无过约束机构能够实现自调的机理;提出无过约束平面曲柄摇杆机构自调性分析的方法,得到机构能够实现自调的允许误差角;得出一些可以指导自调机构结构设计以及运动副形位公差确定等方面的结论和原则。从而为科学地、而不是经验地设计自调机构提供了理论依据。     

平面连杆机构的自调及其允差的分析研究

以V－V－Ⅳ-Ⅲ运动副配置的无过约束平面曲柄滑块机构为研究对象，分析了机构自调的机理及其自调时圆柱副中的位移协调规律，根据移动副中的自锁条件导出机构能够实现自调的条件，在此基础上，得到机构能够实现自调的允许误差角，为消除或减小过约束机构结构的采用以及机械的精度设计提供了理论依据。     

基于ADAMS的曲柄摇杆机构的运动精度仿真研究

通过建立了曲柄摇杆机构的虚拟样机模型并对模型进行了参数化。通过仿真可建立杆长制造误差、运动副间隙与连杆曲线轨迹精度的数量级别关系，为曲柄摇杆机构的制造、装配提供了依据。     

基于ANSYS的曲柄摇杆机构的有限元运动仿真

曲柄摇杆机构是平面连杆机构的基本类型之一,由于拥有诸多优点,使用广泛。但在传统的设计中面临的运动不准确等问题,使其发展受到了限制。使用简单模型,利用大型计算机商业软件ANSYS,对曲柄摇杆机构进行有限元运动分析,研究仿真过程中单元的选择,模型的建立,约束的施加等问题。对曲柄摇杆机构的运动过程进行模拟,得到的计算结果与理论分析结果基本一致。获得机构运动学和动力学特征,为复杂机械的机构分析和设计提供了必要的基础。     

基于MATLAB的曲柄摇杆机构优化设计

在给定摇杆输出角约束的情况下,以曲柄摇杆机构的从动件运动角度与期望角度差值平方的和的最小值(即最小二乘法模式)为设计目标,建立单目标优化数学模型,通过MATLAB编程求解,研究了设计变量的个数和变量对象的选取对满足摇杆输出角约束的曲柄摇杆机构轨迹特性的影响,并确定了最佳的设计变量个数及变量对象的选取方案。     

混合驱动五杆机构的构型和连杆曲线变化规律的研究

从分析平面五杆机构的相对杆长关系入手 ,给出了平面五杆机构可装配条件及五杆机构中周转副存在的充要条件 ,并据此对平面五杆机构的构型进行了分析 ,得出了平面五杆机构中无条件三曲柄、无条件双曲柄、曲柄摇杆机构、双摇杆机构存在的条件 ;并借助于计算机机构仿真的方法 ,研究了双曲柄混合输入五杆机构的连杆曲线随机构尺寸参数和运动参数变化的新规律。     

具有运动副间隙机构的动力学研究

在本论文中,依据Kane方法,建立了一种新的研究具有运动副间隙的机构动力学的数学模型。作为一个例子,研究了有一个运动副间隙的平面曲柄摇杆机构,所得到的数学模型比现有的模型准确而且简单,数值结果准确地揭示了由于存在运动副间隙在机构高速运转时所产生的动特性。这种方法容易推广用于有运动副间隙的空间机构的研究。     

再现运动规律的曲柄摇杆机构运动与传力性能优化

基于MATLAB设计了再现连架杆运动规律的曲柄摇杆机构优化设计系统软件,可以针对摇杆摆角的任意函数运动规律,快速设计传力性能最优且运动偏差很小的曲柄摇杆机构尺度,并进行设计机构的实时动态仿真。文中推导了数学模型,建立了优化设计目标函数和约束条件,讨论了设计变量个数的选择确定,绘制并分析了摇杆转角偏差的三维曲面图及二维等值线图,研究了将偏差值约束在较小范围内进行传力性能最优的二次优化的建模与分析等。     

四杆机构演化仪的设计与运动分析

通过曲柄摇杆机构为基本机构,运用特殊的关节和四杆机构的演化原理,设计了一种四杆机构演化仪。可在一个装置中完成曲柄摇杆机构、双摇杆机构、双曲柄机构、曲柄滑块机构、曲柄摇块机构、导杆机构、双滑块机构等八种四杆机构的运动过程,并且通过各四杆机构之间转换完整的展示了四杆机构的演化原理。基于TRIZ理论进行了四杆机构演化仪的创新设计,完成了整体结构设计。运用复数矢量法对基本机构进行运动分析并使用Adams进行运动仿真,从中获得了机构的精确运动特性。     

平面闭链六杆机构的自调结构及允差的研究

分析了串联watt型六杆机构的无过约束结构、自由度配置及在此配置下的自调与允差。结果表明:多回路机构只有按每一回路的零过约束配置设计,才能确保整个机构的无过约束,且每一回路内存在自调构件时,机构较易实现无过约束配置;公共铰链采用V级副时,机构能同时保持平面运动特性;公共铰链的形位误差会直接影响两个回路的平面约束不确定性。     

关于曲柄摇杆机构极位夹角的若干命题及其应用

针对具有急回特性的Ⅰ、Ⅱ型曲柄摇杆机构,通过深入分析极位夹角与构件尺寸之间的内在关系,获得了Ⅰ型曲柄摇杆机构极位夹角分别小于、等于或大于90?的几何条件以及Ⅱ型曲柄摇杆机构极位夹角一定小于90?的结论,揭示了曲柄摇杆机构设计时作为已知条件的极位夹角和摇杆摆角之间应满足的要求。首次将研究结果综合形成为5个定理,并通过实例说明了这些定理的应用。     

多目标遗传算法在整车轻量化优化设计中的应用研究

采用D－最优试验设计方法对汽车前部关键吸能部件的材料和板料厚度进行多参数空间的样本数据设计;为提高计算效率,将能够代表整车正面碰撞过程的高精度多参数近似模型引入到整车轻量化优化设计中,并利用多目标遗传算法对近似模型进行优化,使得车身前部吸能部件的板料厚度和材料得到合理配置,同时也使得整车质量和B柱加速度尽可能最小。在车辆安全性满足CMVDR294安全法规的同时,也在一定程度上减小了整车的质量。     

方位特征集法在三平移并联机构型综合中的应用

应用基于方位特征集的机构拓扑结构设计理论与方法,综合了26种三平移零转动的并联机器人机构拓扑结构,其中19种为首次综合出的新机型,并对它们进行了分类。该方法适用于无过约束机构和一般过约束机构的拓扑结构设计,不仅所用数学方法简单,几何与物理意义明确,而且综合所得机构的存在几何条件具有一般性。     

基于Pro/E的曲柄摇杆机构的运动仿真研究

运动仿真研究是进行机构运动分析的一种很重要的方法。文中以Pro/E软件为平台,以曲柄摇杆机构为例进行了机构运动的仿真研究。通过对其各组成杆件进行三维参数化建模、虚拟装配,最后利用Mechanism模块完成了机构位移、速度和加速度的分析。     

行星轮曲柄摇杆分插机构的运动特性和优化分析

介绍了一种高速插秧机分插机构——行星轮系曲柄摇杆分插机构的结构原理，建立了机构的运动学分析模型，编写了运动仿真程序，优化了结构参数，使分插机构的工作轨迹、取秧角、插秧角满足水稻插秧的要求。     

Die verwendung des matrizenkalküls in geometrie und kinematik von mechanismen mit gelenken höherer ordnungThe matrix kinematic analysis of mechanisms with a higher pair

In this paper a family of simple mechanisms having kinematic pairs of second class has been presented. For kinematic pairs of the second class (cam mechanisms) the radius and the coordinates of curvature have been described. The matrix method for calculation of the motion for cam mechanism with one kinematic pair of second class has been presented. An example application is also presented.     

基于约束函数的空间机构邻接矩阵描述与分析

针对目前空间机构结构描述和分析方法存在的不足,提出了基于约束函数和邻接矩阵的新方法。根据空间机构运动副的约束特征,定义了向量形式的空间机构运动副特征参数——约束函数及以约束函数为元素的空间机构特征参数矩阵——运动链邻接矩阵;分析了约束函数的性质;运用运动副约束函数和运动链邻接矩阵对空间机构的拓扑结构进行了描述和分析。结果表明,运动副约束函数适用于包括变拓扑结构的各类运动副,能综合描述运动副类型、级别、自由度、方位、性质等信息及其变化的情况;运动链邻接矩阵适用于各类机构的非瞬时描述与分析,能广泛描述运动链的构件数、运动副数目、类型、级别、方位、性质、机构类别、自由度、空间布局等诸多信息;示例证明了约束函数和邻接矩阵描述分析空间机构的直观性、有效性和简便性。基于约束函数和邻接矩阵的解决方案为空间机构的描述和分析提供了一种新的途径和方法。     

Design and analysis of the gripper mechanism based on generalized parallel mechanisms with configurable moving platform

Generalized parallel mechanisms with a configurable moving platform have become popular in the research field of parallel mechanism. This type of gripper mechanism can be applied to grasp large or heavy objects in different environments that are dangerous and complex for humans. This study proposes a family of novel (5 + 1) degrees of freedom (three translations and two rotations plus an additional grasping motion) gripper mechanisms based on the generalized parallel mechanisms with a configurable moving platform. First, the configurable moving platform, which is a closed loop, is designed for grasping manipulation. The hybrid topological arrangement is determined to improve the stiffness of the manipulator and realize high load-to-weight ratios. A sufficient rule based on Lie group theory is proposed to synthesize the mechanism. The hybrid limb structure is also enumerated. A family of novel gripper mechanisms can be assembled through the hybrid limbs by satisfying the rule. Two examples of the gripper mechanisms with and without parallelogram pairs are shown in this study. A kinematic analysis of the example mechanism is presented. The workspace shows that the mechanism possesses high rotational capability. In addition, a stiffness analysis is performed.     

考虑时变间隙的并联指向机构非线性模态分析

针对复杂空间机构的振动模型难以建立的问题,基于数轴法提出一种简便的并联指向机构振动模型建模方法,利用ANSYS模态分析证明了该方法的可行性。为了研究运动副间隙对机构模态特性的动态影响规律,考虑运动副残余刚度,提出了含间隙运动副的改进非线性等效刚度系数建立方法。将改进的非线性等效刚度系数嵌入机构振动模型,建立了考虑时变运动副间隙的非线性振动模型。利用ADAMS对考虑间隙的机构动力学进行仿真分析,根据仿真得到的间隙数据对受时变间隙影响的机构非线性模态特性进行分析。研究结果可以为并联指向机构的动态性能优化、振动抑制和故障诊断提供理论依据。