吴方法在平面二簧系统静力逆分析中的应用

采用吴方法解决了平面二簧系统的静力逆分析问题,得到了一个一元６次平衡位置方程,并编制了相应的求余软件。经验证所得结果无增无漏,从而为求解其它机构学难题提供了一个新途径。     

平面五杆柔顺并联机构的多稳态特征分析

以平面五杆柔顺并联机构为研究对象,从机构位形的对称性出发寻找机构的稳态特性.针对五杆机构存在两个柔顺关节的情况进行分析,研究其多稳态特征.将五杆机构简化成伪刚体模型,通过势能和图形的几何关系,推导出角度的对称关系.在五杆机构的分析过程中,发现并利用图形的对称性,来寻找稳态位置.证明了当两个柔顺关节中有一个为驱动关节时,机构可以通过对称角或对称位形来找稳态位置,并寻找到一种平面五杆三稳态机构.     

柔顺机构频率特性分析

为了提高柔顺机构的操作精度和工作性能,需要对其频率特性进行研究.基于有限元方法,建立柔顺机构的动力学方程,得到系统各阶固有频率和模态.并在此基础上,给出了机构固有频率灵敏度的计算方法.算例结果表明,柔顺机构频率特性与各设计参数间存在着特有的内在关系,最后说明了该方法对柔顺机构频率特性分析的可行性和有效性.     

平面特殊三簧系统的静力逆分析

研究了平面任意力系作用下平面特殊三簧系统的静力逆分析的解析解,最终得到了一元五十四次代数方程,并通过其它代数解析式求出了所有变量,得到了５４组解,理论上,此系统在给定静力（对定系原点简化的主矢主矩为常量）作用下达到平衡时的解最多有５４组,在数值实例验证中发现,５４组根中一般只有１０组实根,其中有两组实根弹簧杜长度为正值,即在实用中此系统能达到的平衡状态只有很少几种。     

空间三簧系统的静力逆分析初探

对空间三簧系统进行了封闭解型静力逆分析。该系统是由三根弹簧组成,每根弹簧的一端与地基铰接,另一端铰接在同一点上,一已知力Ｆ作用于公共铰接点上,目的是求它可能的平衡位置,将方程组进行三角化,解此方程组,剔除增根后,得到２２组满足初始约束方程的真根,也就是说,空间三簧系统的静平衡位置,多个数例判明,其最大数为２２．但一般实际构形数远小于此,这个结果为进一步寻求无增根的解析解指明了方向。     

基于柔顺机构的扑翼飞行机器人研究

介绍了扑翼机器人的研究现状,给出了一种基于柔顺机构的新型扑翼飞行机器人的设计方案.建立了机构的伪刚体模型并进行分析.用ANSYS有限元分析软件建立机构模型,并对机构的运动进行了数值模拟,对数值模拟结果和理论结果进行了对比分析.     

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。     

含拐点的柔顺机构动力学建模及分析

为分析含拐点的大变形柔性梁的动态响应,建立含拐点的柔顺杆的动力学模型,基于拉格朗日方程推导其动力学方程组,在MATLAB软件中求解出其转角随时间变化的特性曲线,并与ADAMS软件仿真所得角位移曲线进行比较.研究表明:含拐点柔顺机构的拐点关节依靠各杆间的动力学耦合运动,拐点关节的转角变化很大,这体现了含拐点的柔顺机构动力学模型与不含拐点的柔顺机构动力学模型的区别,柔顺机构动力学模型能精确地反映柔顺机构的运动和变形.     

近似柔顺常力机构的研制及其实验研究

研制了一种柔顺常力滑块机构, 在不同输入范围、不同运动速度、不同初始角度下, 对机构滑块末端所受的压力进行了实验研究, 从实验的角度研究了柔顺常力滑块机构的动力学特性.     

空间一般6R机械手位置反解的新方法

将共形几何代数（CGA）和迪克逊（Dixon）结式引入串联机构逆运动分析中,对一般6R机器人的位置进行了反解. 先把齐次变换矩阵转以共形几何代数形式表示,在此基础上建立了共形几何代数形式的串联6R机械手运动学方程,再通过线性消元和Dixon结式消元消去5个变元,然后对Dixon结式进一步处理,最后得到1个一元16次方程. 这种算法也适用于其他具有16解的7R、1P5R和4R1C等串联机械手位置反解问题,具有一定的通用性.     

楔式动力卡盘的静态夹紧力特性研究

为了能够有效地通过增大静态夹紧力来提高动力卡盘的极限转速,保证高速切削过程的安全性,通过理论、仿真和实验相结合的方法,从卡盘的使用参数、结构参数、润滑条件以及强度等方面,对楔式动力卡盘的静态夹紧力特性进行研究.研究表明:楔心套与基爪的润滑条件对静态夹紧力的影响很大;在卡盘相邻2次夹持工件时,增加空行程次数可以有效减轻重复夹紧造成的润滑条件恶化;夹紧效率越高的结构,其静态夹紧力的稳定性越好,即由于润滑条件恶化造成的夹紧力损失越小;综合考虑静态夹紧力的大小和稳定性,楔式动力卡盘的楔角大小最好在10°～20°之间选择;卡盘的最大静态夹紧力由卡盘的强度决定,在生产中应该注意加强基爪楔形齿处的强度.     

水静力学中平板受力中心的确定

通过理论分析、推导 ,得出水静力学中平板受力中心的位置 ,给出了运用简化公式求解平板受力中心时选取坐标系的原则。并通过实例说明制定此原则的重要性     

滚削测力系统的性能检定

静态性能和动态性能是评价滚削测力系统的重要指标。本文介绍滚削测力系统静态性能和动态性能的检定方法。检定结果表明,所研制的滚削测力系统的各项静、动态性能指标已达到国际上规定的指标,可用于滚削力的测量与分析。     

Analysis of the Micro-Rotation Compliant Mechanism Based on the Corner-Filleted Flexure Hinges

基于直梁圆角型柔性铰链的小转角柔顺机构

鄢永耀^1,2,刘伟¹ ,颜昌翔¹ ,付锦江^1,2

（1.中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所,吉林 130033;

2.中国科学院大学,北京 100049）

创新点说明：

1）通过对称变换和坐标平移的方法较为简单方便的推导出了直梁圆角型柔性铰链的柔度公式;

2）设计了一种由8个直梁圆角型柔性铰链组成的适用于某快速微调装置中的小转角柔顺机构

研究目的：

根据研究的直梁圆角型柔性铰链柔度公式及小转角柔顺机构力学特性,对某快速微调机构的旋转部分进行结构设计及优化。

研究方法：

1）对称变换及坐标变换的方法（理论计算）;

2）三维建模和有限元分析;

3）建立优化模型及运用matlab软件的fmincon优化指令。

结果：

1）推导了直梁圆角型柔性铰链的柔度公式;

2）设计了小转角柔顺机构,并推导出了工作力矩/刚度的理论公式;

3）根据某快速微调机构的技术要求,进行了结构设计及优化。

结论：

1）本文通过采用对称变换及坐标变换的方法,相比于传统的微积分直接计算更加简单方便的推导出了倒圆角柔性铰链的柔度公式,经验证,理论推导的结果与有限元结果比较大体一致,误差不超过8%。

2）结合此倒圆角柔性铰链的柔度公式,研究出一种一维旋转机构——小转角柔性机构,并推导出工作力矩/刚度的理论公式,分析了结构参数对工作刚度的影响,通过有限元分析及测试实验验证了柔性机构的力矩理论公式准确可靠。

3）根据某空间项目的技术要求,设计了相应的小转角柔性机构,并通过优化模型对此柔性机构进行了尺寸优化使得其满足约束条件的同时工作力矩尽量小。

关键词：柔性铰链,直梁圆角,柔顺机构,刚度,优化,理论模型

     

基于倍矩阵的1P5R串联机械手逆运动学分析

将倍矩阵引入到串联机械手运动学分析的建模中,结合四维旋转矩阵,提出了一种空间1P5R串联机械手逆运动学分析的新方法。基于倍矩阵和四维旋转矩阵对空间1P5R串联机械手进行运动学建模,直接得到14个逆运动学约束方程;将14个方程通过线性消元和Sylvester结式消元,得到只含1个关节变量的一元16次方程。通过数字实例求解和SolidWorks软件仿真验证了所提方法的正确性。所提方法最大的优势在于可直接获得14个逆运动学约束方程,不需要进行矢量运算或者投影等,为空间其他串联机械手的逆运动学建模提供了一种新思路。     

基于MATLAB的标准静力触探数据的输入和输出

静力触探试验是一种较为成熟的原位测试方法,其原始数据具有一定的格式,内容是前面为日期、索引等相关信息,后面为数据的DAT格式。为了便于理正软件的读取编辑分析,文中对溧阳静探仪器采集生成的DAT格式数据通过MATLAB软件进行了数据的读取,转换成为理正软件可以识别的标准数据接口格式,将数据以txt格式保存,较好地满足了理正软件的读取要求,并可以保存到数据库进行处理分析。     

实现短暂间歇运动的二齿轮-摆动导杆机构的分析与综合

研究二齿轮一摆动导杆机构实现短暂间歇运动的间歇特性.给出了机构实现短暂间歇条件,分析了机构参数对间歇特性的影响,推导出实用的设计方程并绘出设计曲线,为该机构的实际应用提供了便利的条件.