混合驱动1T3R结构降耦并联机构运动学分析

基于方位特征集理论及并联机构降耦原理,设计一种新型混合驱动1T3R结构降耦并联机构,该机构具有局部运动解耦特性。通过对其进行拓扑结构分析,得出动平台方位特征集的类型,计算出机构的自由度及耦合度。运用空间投影原理及位姿变换矩阵方法,推导出机构位置正反解的显式表达式。运用MATLAB软件编程,分别得出机构位置正、反解数值算例,其数值结果完全吻合,表明位置正反解模型正确可靠。运用MATLAB软件编程和Adams软件运动仿真得到机构角位移曲线,两者结果一致,验证了运动理论分析模型的正确性。基于运动仿真三维模型,直接得出机构的角速度、角加速度曲线。     

非对称2UPS-UP并联机构性能分析及尺度多目标优化

以一种两转动一移动非对称2UPS-UP并联机构为研究对象,对其进行了性能分析和尺度参数多目标优化.机构自由度由恰约束支链UP确定,即机构可实现绕该支链U副中心的两转动运动和沿P副的移动运动.给出正逆向位置符号解,且正逆解具有部分运动解耦特性,有利于后续误差分析、轨迹规划与控制.应用矢量法推导出速度表达式,根据速度Jacobian矩阵分析了机构奇异位形.以旋量代数为工具,给出了机构运动和力传递性能评价指标.在机构性能评价和工作空间分析的基础上,建立了机构尺度参数昂贵约束多目标优化模型,并采用多目标进化算法求解该问题,得到多组Pareto最优解.     

新型三平移并联机构的运动分析和工作空间分析

分析了一种新型三平移并联机构,求出其运动学正解和反解,在运动学反解的基础上系统讨论了该机构的工作空间的约束条件.提出了运用Matcom将Matlab和VC 结合起来进行混合编程的方法,得到了并联机构工作空间的形状,分析结果表明该机构具有较好的工作空间.该并联机构可广泛应用于工业装配机器人、虚拟轴并联机床和多维减振平台等领域.     

一种可用于微创手术的并联机构运动学分析与性能优化

与串联机构相比,并联机构具有刚度好,精度高,响应快等优点,适合用于医疗领域。微创穿刺活检等手术要求机器人机构能够输出远中心运动。提出了一种用于微创手术的新型远中心并联机构,其分支内部包含平行四边形闭环子链。采用螺旋理论对机构自由度进行了分析,证明其能输出两个转动运动和一个移动运动,且所有运动均通过远端固定中心。对机构进行位置分析,建立了驱动参数与末端参数之间的映射。通过速度分析建立了雅可比矩阵,并分析得到了机构的奇异位形,包括逆解奇异、正解奇异和混合奇异。应用搜索法分析了机构的工作空间。采用运动/力传递指标对机构进行了性能分析,绘制工作空间内的性能图谱。以优质空间大小为目标对机构进行了尺度优化。     

2-SPR/RCU并联机构的运动性能与灵巧度分析

对一种自由度为2R1T的新型非对称并联机构2-SPR/RCU进行性能分析,判断其能否应用于医疗康复领域.首先采用闭环矢量法算出该机构的运动学反解,并利用粒子群算法验证了结果的正确性;接着利用一阶影响系数法求出其速度关系式及速度雅可比矩阵,并应用ADAMS软件进行了运动性能仿真分析,其仿真出的位移、速度、加速度变化曲线光滑平稳;最后以局部条件数LCI为评价指标对灵巧度进行了分析,得到了该机构关于局部条件数LCI的灵巧度性能图谱.结果表明,该机构的运动性能与传递性能优良,在精度要求高、位置累计误差要求小的医疗康复领域具有一定的应用前景,具体为一种人体颈椎康复机构.     

基于联合仿真的空间3-RPS并联机构运动求解

在分析空间3-RPS并联机构结构的基础上,得到该机构运动求解的方法指导和位姿逆解方程。对于并联机构运动正解复杂的特点,利用MATLAB软件、Pro/E软件和ADAMS软件对其运动进行联合仿真求解。用Pro/E软件对机构进行实体建模,利用数据转化接口将模型导入ADAMS软件对其进行编辑定义。给定机构运动输出位置,根据位姿逆解方程,用MATLAB编程计算得到关节转动副逆解曲线与输出姿态角曲线,应用ADAMS函数处理功能将转动副转角曲线转化为机构的驱动函数,添加在3个转动副关节上,得到机构运动正解。机构正逆姿态角求解曲线的吻合,证明了该方法的可靠性和正确性,其求解过程简便,运动学性能直观,为虚拟样机技术提供了可借鉴的方法。     

6自由度3-PRPS并联机器人运动规划分析及仿真

6自由度3-PRRS机构是基于Stewart平台设计出来的一种特殊构型的新型并联机构。为了准确分析该机构运动学特性并从运动规划角度研究机构关键参数与机构运动的关系,建立了有效的运动学模型对机构进行分析,给出了位置反解,同时面向工程应用提出了运动规划,然后利用ADAMS软件进行仿真分析。其中建立了不同平台尺寸比率k的模型,对动平台施加运动来观察、研究比率k的变化对连杆运动产生的影响,给出了3-PRRS机构关键参数比率k与机构运动的关系。分析结果为该类型机构位置反解研究提供了可行路径,避免了大量的数学计算和编程工作,提高了工作效率;并有助于在3-PRRS机构设计中,针对不同应用场景合理选择不同的参数模型。     

冗余机构2URR-2RRU运动学与性能分析

针对实际运动控制对机构运动学分析及性能分析的依赖性问题,将并联机构运动分析方法应用到了新型并联机构2URR-2RRU中。首先运用了螺旋理论对机构自由度进行分析,采用矢量法对机构进行了位置分析,通过位置反解求解了相应的雅可比矩阵,并对机构进行了奇异性分析,再利用Matlab空间数值搜索法对该并联机构进行了工作空间分析,最后采用LTI性能指标对该机构的力/运动传递性能进行了分析。研究结果表明:该3自由度并联机构位置正解解析解难以求解,且该机构只存在反解奇异,其工作空间在Y轴方向上的大小由机构末端尺寸决定;性能分析结果显示,该机构具有良好的力/运动传递性能,可为2URR-2RRU并联机构优化提供理论基础。     

索杆混合驱动并联机构设计与工作空间分析

提出一种新型索杆混合驱动并联机构,在SolidWorks中构建整体装置模型。利用空间向量分析法推导了该机构的运动学逆解模型;分析了并联平台静止状态下受力平衡关系,建立静力学平衡方程,并在此基础上讨论了机构可控工作空间的求解方法;在给定机构运动副的约束条件下,对动平台姿态可控工作空间进行数值仿真,得到仿真图像。搭建索杆混合驱动并联机构试验平台,进行末端动平台位姿变换试验。试验结果与运动学模型和工作空间数值仿真图像对比,结果表明,动平台位姿与柔索长度的关系满足运动学反解模型,末端动平台姿态可实现工作空间仿真图像中最大姿态偏转角度。研究工作为后续机构的实际应用和性能优化奠定了一定的理论基础。     

闭环双驱动混合输出六自由度并联机构运动分析

提出一种分支含闭环双驱动单元、可实现混合输出的六自由度并联机构。分析了动平台混合运动时驱动分支的等效形式,以及独立位姿运动和振动时驱动分支的等效形式;分析了混合运动关于位姿运动输入和振动输入的位置反解,对振动输入的位置反解设计了基于机构运动特点的逐次逼近法;运用螺旋理论求得动平台混合运动时关于全体12个独立广义坐标的一、二阶影响系数,得到从广义输入到动平台旋量速度、加速度的线性映射;通过数值算例分别对位姿运动输入和振动输入的理论分析结果进行了验证,算例仿真表明,提出的两种双驱动输入分配计算规则均能得到确定的混合运动输出。     

独立分量分析在机械振动信号上的应用研究

独立分量分析在机械振动信号的特征提取上能起到重要作用。首先建立以信息论为框架的独立性判据和优化算法,然后给出衡量独立分量分析分离性能的指标,这样建立的优化算法能很好地分离出混合信号。最后对两个亚高斯信号和一个超高斯信号的混合信号进行仿真实验。仿真结果表明,灵活的ICA算法分离效果要好于随机梯度算法的分离效果,该信号分析方法具有收敛性好,误差小的优点。     

基于MATLAB的行走机构设计及仿真软件的开发

在可视化仿真环境下,根据功能仿生学的方法研究步行机器人行走机构的结构形式,利用优化方法设计出仿正常人踝关节轨迹的行走机构,并进行机构运动和动力特性分析,模拟机构运动过程。结果表明该机构是一种较为理想的步行机器人行走机构。     

大型港口装船机结构载荷组合及计算

以大型装船机金属结构作为计算模型,依据《欧洲起重机设计规范》（FEM）,利用大型有限元分析软件对其进行仿真,采用多种混合单元建立模型的方式,对装船机的强度进行了计算。并对不同工况下,装船机的最大应力及其出现的位置进行了分析。     

基于再生运动链法的牛头刨床刨削机构创新设计

对牛头刨床刨削机构的组成及其工作原理进行了分析,基于再生运动链法,对牛头刨床的刨削机构进行了创新设计,应用ADAMS软件对满足要求的新型机构方案进行运动仿真分析。通过对数据的对比分析,验证了新型机构符合牛头刨床使用要求,并最终选定了最优的新型机构方案。     

结合PRO/E和ADAMS进行RSSR空间机构运动分析

与平面机构相比,空间机构的分析设计比较困难,很难应用直观试凑法进行设计,几何作图法一般仅局限于解决比较简单的机构设计问题。本文介绍了空间机构运动分析的有限转动张量法,基于三维CAD软件建模。结合动力学分析软件进行了空间机构的运动分析。数值仿真结果表明,结合CAD/CAE软件进行空间机构运动分析的方法应用方便、易于推广,并可进一步为空间机构的动力学分析提供计算平台。     

基于LabVIEW的微进给刀架切削力测试系统的研究

基于LabVIEW的微进给刀架测试系统,包括基于GMM驱动的微进给刀架及其微应变测力系统的设计、信号采集调理电路的设计和基于LabVIEW开发平台的系统软件设计,该系统方便地实现了基于GMM驱动的微进给刀架切削力输出信号的数据采集、分析、处理及存储,为开展微细加工机理研究提供必须的实验手段。     

基于矩阵模型连杆机构的运动分析

这里在连杆机构运动简图的基础上,基于坐标矩阵形式构造出连杆机构的数学模型并利用MATLAB所具有的强大数值计算功能,绘出其位移、速度、加速度和角速度曲线图,以便对机构进行运动分析,提高了设计效率。     

A CFD study on thermo-acoustic instability of methane/air flames in gas turbine combustor

Thermo-acoustic instability of methane/air flames in an industrial gas-turbine combustor is numerically investigated adopting CFD analysis. The combustor has 37 EV burners through which methane and air are mixed and then injected into the chamber. First, steady fuel/air mixing and flow characteristics established by the burner are investigated by numerical analysis with single burner. And then, based on information on the flow data, the burners are modeled numerically via equivalent swirlers, which facilitates the numerical analysis with the whole combustion system including the chamber and numerous burners. Finally, reactive flow fields within the chamber are investigated numerically by unsteady analysis and thereby, spontaneous instability is simulated. Based on the numerical results, scaling analysis is conducted to find out the instability mechanism in the combustor and the passive control method to suppress the instability is proposed and verified numerically.     

基于ICA和SVM的混合通信信号调制方式识别

本文提出了一种基于独立分量分析(ICA)和支持向量机(SVM)的混合通信信号调制方式识别的方法,针对接收的信号多为混叠信号、先验知识少、分离困难等特点,采用独立分量分析的方法,将这些独立的信号分离开来。然后引入基于SVM的信号调制方式识别方法,从通信信号的瞬时幅度、相位、频率等特性中提取了6个特征参数,并用SVM调制识别器进行识别。仿真结果证明,在信噪比不低于10dB时,算法的识别率可以达到95%以上,证明了此方法的可行性。