桥式起重机大型装配体运动仿真方法

针对桥式起重机6000余零部件的大装配体三维运动仿真需求,研究了在64位运动分析环境中的实现途径,对运动分析技术做了选型,包括Animator插件、Cosmosmotion插件、方程式驱动、VBA编程、模型建模方法等.通过钢丝绳运动、大装配体的运动关联关系的处理实例具体描述了大装配体运动分析的技术实现方法,编制了VBA运动仿真的计算机代码.运动仿真的动画输出表明,采用VBA技术结合三维造型的参数化方法、变量化方法是有效的大装配体运动仿真实现途径.     

弧面分度凸轮机构刚柔耦合仿真模型的建立

阐述了在考虑凸轮轴柔性条件下实现弧面分度凸轮机构运动仿真的途径和步骤，结合有限元技术和虚拟样机技术，研究了如何在柔性体凸轮轴与刚体分度盘之间施加作用力的思想和具体实现方法，为该机构的刚柔耦合运动仿真提供了基础模型．     

并联机器人多柔体系统协同建模与动力学仿真

基于协同的思想,提出了一种对机构的多柔体动力学进行建模和仿真的方法．以多体系统动力学为基础,建立了柔性机构的空间动力学方程．利用多体动力学仿真软件ADAMS和有限元分析软件ANSYS建立了3-TPT型并联机器人的多柔体动力学仿真模型,并对所建立的模型进行了动力学仿真研究．为了更加准确地说明分析结果,分别将刚性体和柔性体仿真结果进行对比,结果表明：由于杆件的柔性特点,其受力表现出了高度的非线性,这与实际相符．多柔体系统的仿真结果能更真实、准确地反映出并联机器人的实际运动特性,能够更准确地预测机构性能．这种方法为并联机器人的设计和优化提供了一种有效的分析方法．     

平面柔性铰链机构自动建模方法

从图论的基本概念出发,得到了柔性铰链机构有向图表示,并针对平面柔性铰链机构提出一种改进的双色图表示方法．通过十字链表的数据结构形式将柔性铰链机构的双色图表示映射到计算机中,按照所需的运算顺序遍历双色图,依次调用相应的函数表达式,从而实现了柔性铰链机构运动静力学模型的自动生成．以差分微位移放大机构为例,将基于图表示的平面柔性铰链机构自动建模方法计算结果与有限元仿真分析结果对比,两者的相对误差为4.89％,表明该自动建模方法是可行的．     

双梁桥式起重机虚拟样机及视景仿真

以双梁桥式起重机为研究对象,应用Solidworks与3Dmax联合建模的方法实现了双梁桥式起重机三大机构的虚拟装配以及整机系统的三维数字化虚拟样机,并就虚拟装配技术、柔性体处理技术等关键技术给出了解决方案;针对起重机驾驶人员操作培训,开发了双梁桥式起重机虚拟视景系统.     

柔性杆式弱撞击对接机构设计与仿真

针对卫星-卫星、卫星与大型部组件、功能模块与结构平台的在轨自动连接与分离的需求,基于通用化、标准化的接口设计理念,阐述了一种低功耗、小质量、小包络尺寸的柔性杆式弱撞击自动对接机构,在机构设计上采用柔性杆实现软连接,刚性周边杆实现纠偏和刚性锁紧,阻尼装置吸收对接碰撞能量的设计方案。采用Adams软件对机构的动力学过程进行了仿真建模,多工况动力学仿真试验表明所设计的柔性杆式弱撞击对接机构可在0.25 m/s弱撞击速度范围,20 mm横向对接容差以及±5°角度容差范围内实现可靠对接。并对柔性杆和刚性杆对仿真过程的差异进行了对比,结果表明,刚性与柔性的计算结果无明显差异。     

计及柔性的移动机械手动力学建模现状与展望

针对柔性移动机械手动力学建模的问题,介绍了常见的基于Lagrange方程的方法、Kane方法、旋转代数法和Newton-Euler方法等,对于各种动力学建模的方法进行了分析对比,指出了各种方法的优缺点,揭示了不同建模方法存在的问题.根据不同的应用背景,进一步明确了在考虑系统柔性的前提下,移动机械手动力学建模的关键技术和发展趋势,这对包含柔性体在内的多体系统,尤其是空间多体系统和复杂机构的分析控制有一定的参考价值.     

空间四连杆引纬机构刚柔耦合动力学分析与仿真

为更加准确地反映剑杆织机空间四连杆引纬机构在高速运转时的动力学性能,对其进行刚柔耦合动力学建模与仿真.首先,选取空间四连杆引纬机构中的十字摇轴为柔性体,在ANSYS中对其进行网格划分并生成中性文件.然后,将生成的中性文件导入到ADAMS中替换刚性十字摇轴,建立空间四连杆引纬机构刚柔耦合动力学模型并进行仿真.最后,将仿真生成的载荷文件添加到ANSYS中的十字摇轴上,对其进行瞬态动力学分析.结果表明:刚柔耦合动力学仿真与刚体动力学仿真相比,剑带位移和速度曲线整体趋势相同,但加速度曲线存在显著差异,即十字摇轴的柔性变形会直接影响剑杆的引纬准确性和稳定性,并且主轴转速越高,柔性变形对引纬动作影响越明显.基于ANSYS对十字摇轴进行动力学分析,得到十字摇轴所受应力最大点以及十字摇轴连接处节点的应变曲线.以上结果可为引纬机构的优化设计提供理论参考.     

机电产品虚拟样机技术研究与展望

虚拟样机技术是一种崭新的产品开发方法,涉及多体系统运动学与动力学建模理论及其技术实现,通过对虚拟样机系统总体技术、系统建模／仿真等关键技术的研究,提出了产品虚拟样机技术的发展趋势．     

基于交叉簧片式铰链的变弯度机翼机构设计

为了研究机翼弦向连续变弯度的设计问题,提出由柔性后缘机构与刚性连杆驱动机构组成的机翼变弯度设计方案以及建模分析方法. 基于交叉簧片式柔性铰链设计机翼机构构型. 采用链式梁约束建模方法,建立柔性后缘机构的理论力学模型,得到其受力和变形的关系,并利用有限元仿真对理论力学模型进行验证. 在力学模型的基础上,采用NSGA-II多目标遗传算法优化机翼机构的相关尺寸参数,提升机翼的气动特性. 经优化,机翼巡航阶段的升阻比提升1.09%,起降阶段的升力系数提高2.54%. 经实验验证了设计的变弯度机翼机构变弯度的精度和变弯度的范围.     

整体式转向梯形的优化和运动仿真分析

通过理论分析和建模推导出转向梯形机构优化目标函数,构建了一种连续性权重函数来代替传统的阶跃型权重函数进行计算,利用MATLAB强大的计算和绘图功能直观地得到优化后的参数,并使用CATIA的数字化运动分析模块对优化后的转向梯形进行运动仿真,仿真分析显示优化结果较为理想。同时创建ActiveX对象来建立VB与MATLAB的接口,拓宽了其使用范围。     

整体式转向梯形的优化和运动仿真分析

通过理论分析和建模推导出转向梯形机构优化目标函数,构建了一种连续性权重函数来代替传统的阶跃型权重函数进行计算,利用MATLAB强大的计算和绘图功能直观地得到优化后的参数,并使用CATIA的数字化运动分析模块对优化后的转向梯形进行运动仿真,仿真分析显示优化结果较为理想。同时创建ActiveX对象来建立VB与MATLAB的接口,拓宽了其使用范围。     

一种带辅助光源可升降的智能学习桌设计与实现

为了解决主光源照明时产生的书写阴影问题,基于PIC32单片机控制技术设计一种带有辅助光源可升降的智能学习桌。由控制系统、双电机螺纹螺杆升降机构、智能辅助光源和矫姿系统组成,首先采用UG软件进行三维建模,简化模型后导入ANSYS进行有限元分析,以验证整体结构设计的稳定性和正确性。最后,笔者做出实物样机,通过实验表明：升降和下降变化曲线平稳,辅助光源和矫姿系统功能良好,整体机构运行稳定,满足设计要求,为继续优化完善升降桌打下了基础,具有一定的创新性和市场推广价值。     

一种具有快速折叠功能的护理床

针对传染病爆发等突发事件以及多功能护理床的实用性需求,设计研发了一款新型多功能护理床。为快速救治和护理病人,此护理床可以实现抬背、洁便以及床体折叠功能。利用SolidWorks进行三维建模,通过ANSYS Workbench对三维模型进行仿真分析,得到各机构的运动曲线和床板受力云图,证明了各机构设计的合理性以及床体的稳定性。     

盾构管片拼装机举升机构优化设计

分析了管片拼装机垂直升降油缸举升机构和平行四边形举升机构的异同,得出采用平行四边形举升机构在空间的布置以及结构性能方面都优于采用垂直升降油缸举升机构。通过对管片拼装机的平行四边形举升机构进行建模分析,并采用MATLAB优化工具箱对平行四边形举升机构进行优化设计,对比优化前后液压油缸受力曲线,得出优化后的液压油缸受力明显小于优化前。     

切割机升降机构设计及瞬态动力学有限元分析

根据企业要求设计船用热交换器铜管切割机,采用PLC控制。研究采用创新设计,由转轮、推杆、铰链和固定锯片、电机等部件的转板组成了偏置曲柄滑块机构。分析切割机升降机构的传动链组成、运动特性及切削升降机构瞬态动力学,计算握切削升降机构在冲击载荷下的载荷响应,探讨结构设计的技术改进细节。     

气动柔性关节六足机器人腿关节提升机构设计与仿真

针对气动柔性关机六足机器人腿部关节提升高度小,越障能力差的问题,设计了一种基于平行四杆机构的腿关节提升机构。搭建了运动学实验平台,并对样机进行运动学实验研究。实验结果表明：该提升机构能够有效的将腿部关节提升高度增加19mm,使机器人越障能力扩大为原来的1.63倍,为气动柔性关节六足机器人的研究奠定了基础。     

用于薄膜残余应力检测的微指针放大机构

在MEMS器件中应用的各类薄膜材料在制备过程所产生的残余应力,对器件的性能和可靠性具有较大的影响．设计了一种用于残余应力在线检测的柔性铰链放大机构,并对柔性铰链的结构尺寸与放大机构的角变形和转动刚度的关系进行理论建模,利用FEA软件对3种不同类型柔性铰链的转动刚度进行了数值仿真,为用于残余应力检测的微指针结构的放大机构的优化设计提供了前期研究基础．     

自卸汽车举升机构应力实验与分析

为分析自卸汽车举升机构的结构强度,本文建立了自卸汽车举升机构应变电测实验系统,并采用应变电测实验技术对某重型自卸汽车举升机构构件应力进行了测量,得到了举升机构的举升臂、拉杆关键点位的应力变化规律,并在液压实验台上进行实验。实验结果表明,各测点的应力均随举升时间的增大达到最大值后而减小,在举升至0.4s(举升角为1.2°)时,各测点应力值最大,说明自卸汽车举升机构的结构强度满足使用要求。该研究为采用有限元方法分析举升机构的结构强度奠定了基础,也为举升机构的结构优化设计提供了参考依据。