混合驱动机构研究综述

总结了混合驱动机构的发展状况,评述了近期发表的文献,并介绍了最新的研究动向。     

混合驱动五杆机构实现给定轨迹的参数优化设计

在混合驱动五杆机构运动学分析的基础上,以机构输出轨迹偏差最小为目标函数,结合双曲柄的存在条件建立了实现给定轨迹的优化设计数学模型,通过对一个示例优化设计得到了混合驱动五杆机构的尺寸参数和伺服电机的输入转角函数。     

混合驱动五杆月球车动力学分析

根据月球车腿式移动机构的优点,针对混合驱动五杆月球车用拉格朗日法推出混合驱动五杆月球车的动力模型,得出各杆线速度和驱动力的表达式。通过设置具体参数对混合驱动五杆月球车模型进行分析,得出了混合驱动月球车的五杆机构运动仿真图、主动关节等效惯量,耦合惯量和驱动力矩的变化规律。结果表明,对于给定的运动规律,机构的位形对系统的主动关节等效惯量、耦合惯量和驱动力矩的影响较大。     

实现变传动比成组轨迹的混合驱动机构的综合

改变混合驱动五杆机构的尺寸参数和运动参数,可以得到不同的连杆曲线;因此可以采用混合驱动五杆机构实现具有不同传动比要求的、成组的连杆曲线。本文建立了实现成组轨迹的混合驱动机构的综合模型,实现了具有不同传动比要求的成组连杆曲线综合。     

提高混合驱动连杆机构精度的方法

针对目前混合驱动连杆机构精度较低、无法较好地实现给定运动规律的情况，分析了原因，并提出从硬件及控制系统的角度来提高混合驱动连杆机构精度的方法。     

混合驱动五杆机构的轨迹特性研究

混合驱动五杆机构的轨迹特性体现它的柔性能力。首先分析不同柔性工作空间的混合驱动五杆机构轨迹设计的准则，然后分析混合驱动五杆机械轨迹的局部点设计准则，提出轨迹局部点的特性。根据这些特性，进一步分析在整个轨迹设计的范围内，轨迹的变化率的可行域，为混合驱动五杆机构的轨迹设计提供重要的设计约束。最后，给出设计算例验证本文理论的正确性。     

混合驱动五杆机构的运动学解析法对比研究

分别运用封闭矢量多边形投影法、复数矢量法及矩阵法,对闭链二自由度平面五杆机构进行了运动学特性分析,推导了运动学正解方程,比较分析了各方法的求解特点和应用场合,通过混合驱动五杆机构的算例,验证了运动学方程的正确性。采用Solid Works软件模拟了原动件初始位置变化对输出轨迹的影响,得出了运动学方程与轨迹输出的内在联系,为混合驱动机构的运动学特性解析法求解提供了参考。     

混合驱动平面两自由度五杆机构的完全分类

不使用传递角而利用四杆开链机构工作空间的位置关系及可装配条件 ,分析满足混合输入要求的所有五杆机构类型和它们的不等式。它比利用传递角得出的不等式更能确定尺寸关系。根据在混合五杆机构的四个杆中 ,可能为曲柄的杆的个数 ,将它分为三种类型 :无条件三曲柄两种、无条件两曲柄十种和无条件单曲柄十六种。根据五杆机构不出现奇异性的条件 ,进一步得到满足混合输入要求且不出现奇异位置的五杆机构的三种类型。这三种类型为混合五杆机构尺度综合提供重要的尺寸约束条件 ,同时也为混合五杆机构的分析和设计提供重要的理论基础。     

混合驱动五杆机构轨迹规划及常数电机转速的影响分析

运用逆运动学原理和样条函数给出了混合驱动五杆机构的轨迹规划方法,并讨论了常速电机的转速末端执行器和伺服电机加速度的影响,得出了他们之间的数学关系式.给出了算例并进行了仿真计算,验证研究的正确性.     

混合驱动平面五杆并联机构的工作空间研究

针对混合驱动平面五杆并联机构,首先,基于杆件封闭矢量方程,推导出机构工作点(x,y)与常速电机、伺服电机不同组合的转角输入的关系。其次,在机构符合混合驱动平面五杆机构构型的前提下,根据上面推导出的关系计算出工作点坐标,从而高效、精确地定位工作点。此外,应用Matlab软件编程实现了同一混合驱动下机构工作点不同装配角度α时的工作空间,直观地表达了工作点所能达到的范围。最后,考虑到无法避免机构构件的制造与装配误差,运用原始误差独立作用原理,定量地推导出误差对工作空间的影响,具有一定的实际意义。     

区间参数柔性机构设计的混合元胞自动机方法

进行柔性机构设计时,应考虑不确定性参数对机构性能的影响。基于此,将柔性机构物理参数及其外载荷视为区间变量,基于柔性机构的刚性测度和柔性测度,建立在连续域中利用结构拓扑优化设计柔性机构的数学模型。采用固体各向同性惩罚方法进行设计域材料的参数化,将材料相对密度作为设计变量,结构受载时的应变能和交互势能线性加权的极大化作为目标函数,结构体积作为约束。优化设计求解策略采用混合元胞自动机方法,用区间有限元法进行结构总体分析以获取优化过程中的每次迭代信息,设计变量中的局部改变由基于比例—积分—微分控制律的局部设计规则来确定。数值算例证明了所建模型及其解法的有效性。按照数值算例结果之一进行等比例尺寸放大后的实物制造,并进行简单试验验证。     

并行公差设计与工艺路线技术经济评价方法

在界定并行公差设计概念的基础上,首次系统地给出了以总加工成本最小为目标函数、以装配功能要求、加工方法选择、加工余量公差、经济加工精度范围等为约束条件的优化数学模型,该模型能够对工艺路线进行一定程度地定量技术经济指标评价;论证了该模型是个非凸规划问题;最后给出了并行公差设计的一个仿真实例.     

机械产品概念设计多层次混合映射功能求解框架

根据机械产品概念设计的特点,归纳总结了概念设计过程中普遍存在于功能、行为和载体之间的七种基本映射单元类型:通过建立不同基本映射单元类型之间的逻辑联系构造了多层次混合映射功能求解框架;讨论了该框架与现有功能求解模型之间的关系。以对服装行业中的功能需求——“结合面料”进行求解为例,对所提出的多层次混合映射求解框架的有效性进行说明。     

混联机械系统方案设计特征状态空间理论与方法

提出混联机械系统运动方案设计与综合的运动功能特征状态空间理论模型。构建混联运动功能特征状态空间,转换设计空间对象到特征状态空间元素,分析特征状态空间构成要素的空间关联关系。进一步探讨空间及其元素性质,研究对偶矢量间运算规则和度量方式,形成抽象有序的封闭空间框架。总结特征状态空间与设计解空间相互映射的方案综合理论,实现运动功能分析的数学求解模式,得到特征状态空间理论对系统设计的运用指导过程。设计实例说明该方法的可行性和实用性。     

并行混合免疫算法及其在布局设计中的应用

布局问题在理论上属于NPC问题,在工程实践上具有广泛的应用。为较好地求解该问题,以并行遗传算法(PGA)为基础,针对其早熟和收敛速度慢两大缺陷加以改进,提出了并行混合免疫算法(PHIA)。该算法将免疫思想加入遗传算法起到了双重作用,一是免疫选择可有效地防止早熟,二是通过基于免疫记忆的子群体信息交换策略可加速收敛。算法采用混沌初始化,并依自适应交叉和变异的概率值对子群体进行分类,与Powell法混合可更好地改善局部搜索性能。以卫星舱和印制电路板布局设计为背景的算例验证了该算法的可行性和有效性。     

ON DESIGN OF 3-DOF SPHERICAL PARALLEL MANIPULATORS WITH PRISMATIC ACTUATORS

0　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＲｏｂｏｔｉｃｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｐｔｉｍｕｍｄｅｓｉｇｎｃａｎｂｅｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｕｓｅｏｆｅｖａｌｕａｔｉｏｎｃｒｉｔｅｒｉａｉｎｖｏｌｖｉｎｇｗｏｒｋｓｐａｃｅｇｅｏｍｅｔｒｙ[1,2 ] ,ｉｓｏｔｒｏｐｙ ,ｇｌｏｂａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇｉｎｄｅｘ[3～ 6 ] ,ａｎｄｓｉｎｇｕｌａｒｉｔｉｅｓ .Ｂｙｔｈｉｓｍｅａｎｓ,ｄｅｓｉｇｎｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｈａｓｂｅｅｎａｐｐｌｉｅｄｔｏｓｅｌｅｃｔ ｇｅｏｍｅｔｒｉｃａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｍｅｃｈａｎｉ…     

产品并行设计技术研究

本文提出了基于集成产品信息模型，实现产品并行设计的体系结构。在产品设计过程中采用分阶段策略，基于知识对产品设计进行评价，及时指导产品设计，从而优化产品及其设计过程。     

2自由度高速高精度并联机器人的运动学优化设计

提出一种基于工作空间综合和灵巧度、速度和几何精度等性能指标分析的2自由度并联机器人运动学优化设计方法,构造一种由灵巧度、运动速度和运动分辨率等变量组合而成的工作空间全局评价指标。优化过程分为两步进行：首先以灵巧度、力传递特性和避免奇异位形的几何条件为约束,综合出具有良好特性的工作空间,在此基础上研究不同杆长比下实现目标工作空间所需的尺度参数;然后根据全局运动学性能评价指标从第一步的优化结果中遴选出最合适的杆长比,从而实现了对机构的几何尺度参数优化。并给出了算例以说明方法的有效性。     

弹性连杆机构结构和噪声控制一体化设计

对基于噪声控制的弹性连杆机构结构控制同步优化问题进行了讨论,以机构杆件的厚度和控制系统参数同时作为设计变量,以结构质量和受控系统能量量度的加权和作为性能函数,利用改进的约束变尺度法进行了优化分析。通过算例说明了该法的有效性。