铰碰与臂重激振下串联机械臂参数的抑振优化

针对含间隙机械臂关节铰内碰导致恶化机械臂动力学行为的问题,本文探讨了串联机械臂在铰碰与重力双重耦合作用下的振动特征。以含间隙串联机械臂为研究对象,利用运动学方程以及达朗贝尔原理推导含间隙机械臂的动力学方程,根据所得方程揭示机械臂关节处精度(间隙大小)以及各杆件质量对动力学行为的影响规律。基于铰间隙处于串联机械臂不同关节位置的情况,分析杆件质量对机械臂动力学行为的响应特征,并在此基础上提出一种优化后的多间隙机械臂模型。研究结果表明:通过对机械臂各关节处设计间隙精度的调整以及各杆件质量分布的动态优化,线性加速度与角加速度冲击最大降幅39. 80%和30. 44%,对多铰间隙机械臂的动态作业具有明显的抑振效果。     

单道次三维变截面辊弯成形装备运动学研究

为了开发三维变截面辊弯成形装备的控制算法,分析了三维变截面辊弯成形的基本原理和运动形式,给出了单道次三维变截面成形装备的机构简图,基于D-H方法建立了该机构的正运动学方程,并结合成形轨迹曲线求解了各关节的位置逆解方程.然后,对某型轿车的B柱加强板零件进行了数字实例仿真,获得了相应的各关节的位置曲线,仿真结果表明,本文所提出的运动学分析方法有效、可行,为后续三维变截面成形装备的控制系统开发提供理论依据.     

变运动学模型下动力学模型变换定理及其在多自由度关节并联机构中的应用

本文基于拉格朗日动力学方程推导并提出了变运动学模型下动力学模型变换定理．运用该定理建立复杂机构系统动力学模型可以得到结构良好的动力学方程，该定理也正是作者在研究复杂多自由度关节并联机构动力学建模问题中得出的一般性定理．最后运用该定理讨论了Ｐｉｔｃｈ－Ｙａｗ－Ｒｏｌｌ全方位关节机构的动力学建模问题．     

具有解析式位置正解的三自由度并联机构逆动力学求解

针对一种具有解析位置正解的新型三自由度并联机构,求解了其逆向动力学方程.不同于传统的使用逆运动学的动力学研究,通过正向运动学分析,建立并求解了机构的位移、速度、加速度方程;基于牛顿-欧拉法,通过对各杆件的受力分析,构建并求解了机构的逆向动力学方程;通过Matlab编程计算与ADAMS仿真,对逆向动力学进行了算例验证,各...     

一种山楂采摘机的机构设计及其运动方程建立

为实现机械式采摘山楂,设计了一种五自由度的山楂采摘机构.首先设计出山楂采摘机构简图,然后利用D-H参数表示法对机构简图建立相应的运动学方程,最后通过Matlab软件拟合出相应图形验证了方程的正确性.     

基于雅可比矩阵分析法的多关节机器人机构设计技术研究

鉴于多关节机器人机构参数的设计是极其复杂的难题,研究出一种平面6自由多关节机器人的机构设计方法。通过分析小载荷6自由度多关节机器人机构设计的特征,提出一种从末端工作载荷任务反推各个杆件所需驱动力与功率作为选取驱动部件、设计机构依据的思路。通过建立机器人正向、逆向运动学数学模型,引入雅可比矩阵解决机器人逆运动学解析问题,得到多关节机器人各关节的运动速度,在速度选定基础上,计算出驱动力矩,综合考虑性价比选择出电机与减速器,根据电机与减速器的外形尺寸,从多关节机器人末端反向设计出机构外形。设计实例表明,该机器人结构具有良好的运动特性,为多关节机器人的详细结构设计提供了一种简单、有效途径。     

仿人假手柔性食指机构研究

针对仿人假手抓取物体欠柔性问题,从提高假手操作灵活性、手指柔性角度,设计欠驱动多自由度柔性食指机构,并进行手指运动学分析和工作空间分析.研究建立了食指机构的简化模型,假手的食指由一个独立的电机带动,采用钢丝绳合并连杆机构驱动,并基于运动学分析了食指机构.结果表明:在选取适当手指机构尺寸及各关节的转角范围后,获得了指端的工作空间及相对于手掌的位置;手指关节内加入扭簧,抓取物体时,假手表现出良好的柔性和形状自适应性.     

平面二自由度并联机构的精度分析

根据平面二自由度并联机构的结构特点与运动特性的分析,推导出机构运动学的正反解,进而得出该机构的速度和加速度方程．利用该机构的运动学方程,分别在杆长和运动副间隙两方面对机构进行精度分析．为该机构的进一步应用提供了理论基础．     

3-PRRU并联机构静力分析

3-PRRU并联机构具有两个转动自由度和一个移动自由度,无伴随运动,具有广泛的用途,目前相关研究主要集中于运动学层面,静力分析相关研究相对较少。采用矢量法对3-PRRU并联机构进行静力分析,首先通过拆杆法建立了机构在一般位姿下的各杆件的力/力偶平衡方程,然后求解出机构在整个工作空间中的运动副约束反力和主动力,最后通过数值实例计算验证。研究结果可为3-PRRU并联机构的结构设计和实际应用提供理论基础。     

平面五杆机构运动学和动力学特性分析

对平面五杆机构的运动学特性和动力学特性进行分析.推导了五杆机构的运动学正解和运动学逆解方程.借助Kane动力学分析方程,对五杆机构进行了动力学分析,分析结果表明惯性力对机构的影响很大.     

多头锥螺杆-衬套副的曲面建模与设计方法

为提高螺杆泵的承载能力,增加螺杆泵流量的平稳性,解决由于油气泄漏产生的气穴现象,基于多头柱螺杆和单头锥螺杆的理论研究提出了一种多头锥螺杆的曲面成形方法.通过空间啮合理论,建立了锥螺杆-衬套副的曲面方程;依据锥螺杆-衬套副截面方程及其变化规律,建立了多头锥螺杆-衬套副的流量方程,并确定了给定流量下螺杆泵的结构尺寸计算方法;对多头锥螺杆-衬套副进行了运动学分析,建立了多头锥螺杆-衬套副的运动学方程,得出了多头锥螺杆-衬套副的运动规律.基于锥螺杆-衬套副三维模型与3D打印技术,完成了多头锥螺杆与锥衬套的实体加工,验证了多头锥螺杆-衬套副曲面方程的正确性,并基于Pro/Mechanisn对多头锥螺杆-衬套副进行了仿真分析,验证了其运动学规律.     

拉格朗日方程在点的运动分析中的应用

利用拉格朗日方程,推证了质点复合运动的加速度合成定理和球坐标系下质点运动加速度的计算公式。研究结果表明了力学理论中的动力学和运动学之间的统一性。     

The Kinematics Algorithm of 3RPS Mechanism with Compound Sphere Joint

The new schemes for the kinematics algorithm of traditional 3RPS and 3RPS with compound sphere joint were presented.The kinematics algorithm of traditional 3RPS was established by Quaternion,and the constraint equation of compound sphere joint was established by DH method based on Dual quaternion,and then the kinematics algorithm of 3RPS with compound sphere joint was gotten by replacing the constraint equation of spherical hinge with compound sphere joint.Compound sphere joint was determined by three revolving joints.The proposed method is applicable to any position and orientation of three revolving joints and can analyze systematic errors during manufacturing and calculating process.Examples were used to verify that this method can calculate fast with good reliability.     

平面机械系统运动学的分析方法

本文介绍一种机械系统运动学分析的通用方法。文中根据多刚体系统运动学的原理,建立了受约束机械系统的运动约束方程、速度方程及加速度方程,还详细推导了以铰接副及滑动副连接的两邻接刚体的雅可比矩阵和加速度方程右边项,以求进一步说明本方法。文后还给出了实例。     

投掷运动中手臂的数学建模

为寻找在投掷运动中手臂旋转到某个角度时达到的最大角速度，使铅球抛得更远，该文建立了手臂在投掷运动中的动态模型，运用牛顿运动定律给出运动学方程和转矩方程，再根据控制理论把问题转化成最优控制问题，即寻求一容许控制的力，使手臂从初始状态转移到目标状态，并使性能指标角速度取最大值。     

空间机器人关节空间轨迹跟踪的补偿学习控制

讨论了具有不确定性的漂浮基空间机器人系统的控制问题。在载体位置不控、姿态受控情况下,结合系统动量守恒关系对系统进行了运动学、动力学的分析,得到了漂浮基空间机器人的系统动力学方程。由系统的闭环动态误差方程,设计了漂浮基空间机器人的控制方案,提出了一种补偿学习控制方法,给出了漂浮基空间机器人系统的数值仿真,验证了该方法的有效性。     

一种基于基本坐标变换的运动学方程建立方法

针对机器人运动学求解的常用方法－D－H法在求解过程中难以正确建立坐标系,坐标系中各个参数的确定容易出错等问题,提出了采用坐标变换的基本公式进行机器人运动学求解的新思想,对新研制的机器人运动轨迹精度测试仪建立了运动学方程,并进行了求解验证,为机器人运动学的研究提供了一种新方法。     

基于SolidWorks的曲柄压力机滑块运动特性与曲轴刚度的分析

以SolidWorks 2010软件为平台,利用其运动分析插件SolidWorks Motion分析了曲柄压力机滑块机构的运动特性,并利用其运动方程数学解析解验证了Motion运动分析结果的正确性;用摩尔积分法计算了曲轴在公称载荷下曲轴颈中点的挠度,然后用SolidWorks有限元分析插件Simulation对曲轴进行分析,得到曲轴颈中点的变形数据,两者误差为6.1%.     

基于SIMULINK平面五杆机构运动学仿真

以MATLAB程序设计语言为平台,以平面可调五杆机构为主要研究对象,给定机构的尺寸参数,列出所要分析机构的闭环矢量方程,使用MATLAB软件中SIMULINK仿真工具,在SIMULINK模型窗口下建立数学模型、进行运动学仿真,优化机构参数。该方法编程工作量小、轨迹图形显示便捷,所建模型只需作少量更改即可适应连杆机构的不同特征值。     

基于MATLAB的6R焊接机器人运动学的仿真研究

为了更好地控制焊接机器人进行精准的焊接作业,以ABBIRB1600型焊接机器人为研究对象,利用MATLAB分析了它的正运动学、逆运动学和轨迹规划问题。基于标准D-H法对其进行建模,建立正运动学方程;在正向运动学的基础上,通过矩阵求逆的方法生成多组非线性方程并得到机器人各关节角度变量的8组解;在关节空间内对该机器人进行运动轨迹仿真,得到各关节轴的角位移、角速度和角加速度随时间变化的平滑曲线,仿真结果证明了所建立的运动学方程的正确性以及该机器人参数的合理性。为后续焊接机器人的轨迹规划研究提供了必要的理论基础和正确的运动学模型。