计算机辅助分析技术在机构学中的应用

总结了近年来机构学领域计算机辅助分析技术的使用情况,指出了此种技术在机构的结构分析、机构的运动与动力分析、机构精确分析及机构控制等方面的应用前景及其优缺点等。     

机器人机构结构综合方法的基本思想、特点及其发展趋势

对机器人机构结构综合3种方法(基于螺旋理论的方法、基于位移子群/子流形的方法和基于方位特征的方法)的基本思想与特点进行比较研究。研究表明,基于方位特征的方法具有显著的特点:可得到非瞬时机构和非瞬时自由度,机构存在的几何条件具有一般性(以上不同于基于螺旋理论的方法);结构学基本方程揭示了机构的拓扑结构、运动方位特征和自由度三者之间的显式映射关系,运算规则较少,且几何意义明确,易于操作,只使用简单的数学工具(矢量代数等),便于设计者理解和应用,适用于所有机构(不含Bennett等一类机构)的结构综合(以上不同于基于位移子群的方法)。研究亦表明,基于单开链单元的结构组成原理,构建机构结构学、运动学和动力学三者密切相关的系统理论与方法是机构拓扑结构学发展的重要方向之一。     

新书介绍——《现代机构学理论与应用研究进展》

本书内容:现代机构学是机械工程科学的重要分支方向,是设计和开发各种现代机械装备与机电一体化产品的基础,是机械发明创造的源泉。本书是一部反映现代机构学理论与应用研究进展及学科前沿的学术著作。全书分为四篇共11章。第一篇为引言篇,包括邹慧君先生的人生感怀以及莫逆之交的历史回想。第二篇为现代机构学研究的战略思考与学科前沿,其中中国机构学发展的战略思考包括中国机构学研究的认识与思考、中国机构学     

空间机构计算机辅助分析方法与软件的研究

以多刚体系统动力学为理论基础，提出了多自由度多环空间机构运动学动力学统一分析算法，并研制了其通用程序ＫＤＡＭＳ．本文介绍了ＫＤＡＭＳ系统的分析原理，并给出了应用实例．     

新书介绍——《现代机构学理论与应用研究进展》

本书内容:现代机构学是机械工程科学的重要分支方向,是设计和开发各种现代机械装备与机电一体化产品的基础,是机械发明创造的源泉。本书是一部反映现代机构学理论与应用研究进展及学科前沿的学术著作。全书分为四篇共11章。第一篇为引言篇,包括邹慧君先生的人生感怀以及莫逆之交的历史回想。第二篇为现代机构学研究的战略思考与学科前沿,其中中国机构学发展的战略思考包括中国机构学研究的认识与思考、中国机构学基础研究的机遇与挑战以及并联机器人、变胞机构学、一般机构学的研究进展与思考等;现代机构学学科前沿包括混     

基于CAT技术的多功能机构参数测试装置

针对误差对平面连轩机构运动特性及动力学特性的影响,采用先进的计算机辅助测试技术、传感技术、数据处理及输入输出技术,研制了一种集曲柄滑块和曲柄摇杆的运动学参数、动力学参数及速度波动为一体的测试装置.实践表明该实验装置具有功能强大、人机界面友好、使用方便等优点.     

空间机构动力学分析方法的研究

在空间机构中约束运动副处的构件上建立笛卡尔直角坐标系,开发描述空间机构结构形态的符号体系,讨论杆件形状矩阵和约束运动矩阵,在运动链上连续使用变换矩阵,建立空间机构的运动方程,分析空间机构二种类型的动力学建模与分析方法,在此基础上开发空间机构动力学通用分析软件,并给出应用实例.     

机构学研究现状、发展趋势和应用前景

分析了机构学领域的研究现状,总结了机构学领域的发展趋势。在此基础上,讨论了机构学的应用前景,并提出现代机构学的新认识。     

INVERSE KINEMATIC AND DYNAMIC ANALYSIS OF A 3—DOF PARALLEL MECHANISM

According to the structure character of the passive sub-chain of the 3TPS-TP parallel mechanism, the kinematic constraint equations of the movable platform are established, based on which the closed-form inverse kinematics formula of the parallel mechanism are presented. Through parting the spherical joints of the active sub-chains and using the force and moment equilibrium of both the active sub-chains and passive sub-chain, the constraint forces acting on the parted joints are determined. Subsequently, the analytic expressions of the actuator driving forces are derived by means of the force equilibrium of the upper links of active sub-chains.     

空间并联机构运动学与动力学逆解的模块化计算方法

应用模块化计算方法研究了空间并联机构的运动学与动力学逆解,计算效率能够满足实时控制的要求。通过对各类支链运动学及动力学逆解的分析,应用牛顿-欧拉法并引入拉格朗日乘子建立了空间并联机构的动力学逆解模型,提出了空间并联机构运动学与动力学逆解模块化计算软件的系统构架。结果表明该方法适用于各类非冗余空间并联机构的运动学与动力学逆解的自动建模和可重构设计,并给出了一种新型并联机构的分析实例。     

柔性机构动态强度可靠性分析理论和方法研究

提出机构动态强度可靠性分析的理论和方法,给出柔性机构动态强度可靠性分析的模型.将驱动加速度、驱动时间、摩擦和阻尼力(矩)等作为随机变量,应用蒙特卡罗方法,取得动态参数样本,再利用人工神经网络方法,根据抽取的样本对网络进行训练,统计网络输出得到动态应力分布,进而求出机构动态强度可靠度.通过空间站柔性展开机构实例计算动态强度可靠度,结果表明, 该方法精度高,与单纯使用蒙特卡罗方法的结果相比,提高了计算精度,大大减少计算时间,可用于复杂柔性机构的动态强度可靠性分析.     

6－UPS型并联机构的刚体动力学模型

建立了6－UPS型并联机构的动力学模型。为了能使动力学模型包含所有构件的重力和惯性力,以6－UPS并联机构的支链为研究对象,运用D－H方法建立了各构件的坐标系,推导了支链的运动学反解的解析方程,并给出了各个构件的速度、加速度与动平台的速度、加速度的映射关系。然后用牛顿－欧拉方法推导了6－UPS并联机构的动力学模型,为支链中各个构件支反力的求解和整个机构的动力学分析奠定了基础。最后以并联机床为例,运用动力学模型进行了实际计算并绘制了连杆驱动力的变化曲线。     

任意结构数控机床机构运动学建模与求解

建立了一种适合于任意结构数控机床的机构模型与运动模型及机床运动求解的通用方法。对于具有任意轴数、轴运动方向为空间任意方向的数控机床,均可通过机床机构的型和结构参数来描述其机构模型,并据此建立其运动模型和进行机床运动求解。     

新型3-PTT型三杆并联磨削机床

介绍了东北大学创新研制成功的3－PTT型水平滑块式三杆平移自由并联机床的机构及运动学和力学特性。该新构型并联机床适合长形工件加工，特性优良，有广阔应用前景。第一台产品已成功投产使用。     

MECHANISM RESEARCH FOR 3D NON-AXISYMMETRIC THIN-WALL TUBE OFFSET SPINNING

Difference of offset spinning with conventional symmetric spinning is analyzed. A 3D FEM model for offset tube neck-spinning is established and the spinning process is simulated by means of ANSYS software. Dynamic boundary and contact problems in simulation are solved. Transient stress distribution of contact area, transient strain distribution of nodes in typical section and strain distribution of the workpiece at last are attained, the place and the cause of crack are analyzed. Strain variation curves with time of offset spinning and conventional spinning are compared. It shows the mechanism difference between offset spinning and conventional spinning. In addition, simulation results show how strain distribution of typical section, thickness of some typical nodes, axial extension in left section and force of three rollers change with time. According to the study of the variation curve, material flow law along radial, tangential and axial direction is attained and the whole spinning process is studied. The simulation results discover that offset distance is the key to manufacture offset non-symmetric tube, and process parameters change with spinning angle. Experiment data really reflect different process parameters' influence on conventional symmetric and offset spinning force. Experiments accord well with simulation.     

机器人手指机构的渐进稳定性研究

研究了机器人灵活手指机构抓持物体时的渐进稳定性问题,重点分析了抓持阻抗与抓持几何的关系,导出了在一个抓持中势能、动能和耗散函数的表达式。在上述工作的基础上建立了系统的扰动方程。利用扰动方程对手指-物体系统进行模态分析,以进一步用来优化某些征量,获得良好的渐进稳定性。改善手指物体系统的渐进稳定性是本文首次提出的观点。