研究万向联轴器等速特性的球面图法

利用球面图法研究万向联轴器的等速特性，能直观形象的展现其复杂的空间关系和运动规律，通过作出联轴器的球面图并者分析与计算，这万向联轴器的设计和研究其空间运动的动态特性提供了一种简便科学的方法。     

球面函数生成机构的运动可靠性

应用机构运动可靠性理论对球面四杆函数机构的运动可靠性进行了研究。在构建机构输入输出方程的基础上,假定机构构件尺寸服从正态分布,采用泰勒公式对机构运动误差函数线性化展开,以此导出了机构运动误差的概率模型,并应用一次二阶矩(FOSM)方法求解机构的运动可靠性。为验证模型和方法的正确性和有效性,给出了数值实例。     

空间球面机构摆动力完全平衡的单位向量法

本文提出了空间球面机构摆动力完全平衡的单位向量法。该方法的特点是不需进行坐标变换矩阵的运算,推导平衡方程的过程简单,平衡条件为标量形式。笔者详细地研究了球面开链机构、单闭环球面机构和多闭环球面机构的摆动力完全平衡、文中给出了若干实例。     

球面槽轮间歇运动的球面旋转计算法

一般空间机构运动部是相当复杂的,设计过程中的分析和计算也是困难和繁琐的,利用球面图旋转法可以使这种难题变得不仅容易而且直观。     

球面四杆机构的空间模型及尺寸型

基于特征球面四杆机构的概念，将球面四杆机构分为三类，并建立机构的尺寸型空间模型。每个空间模型可划分为若干个子区间，每个子区间都对应着一族球面四杆机构。按本文提出的尺寸型表示方法，可在全封闭图面内表示球面四杆机构的尺寸型，并在其上绘制出有工程应用价值的机构性能图谱。     

空间RSSR机构向球面4R机构的转化

根据空间RSSR机构建立机构运动的数学模型,推导出空间RSSR机构的位移方程。同时分析空间RSSR机构转化为球面4R机构的必要条件,并从理论上证明通过对机构设计参数的特殊选取,空间RSSR机构可以转化为轴线相交一点的球面4R机构,然后推导出空间RSSR机构为主动曲柄件时,空间RSSR机构转化为4R机构的各个设计参数应满足的条件,为实际工程应用提供理论依据。根据空间RSSR机构转化为球面4R机构的方法,通过理论计算和试验仿真分析,设计出适应高速剑杆织机的空间引纬机构。以高速剑杆织机的空间引纬机构设计为实例,对以空间4R机构代替空间RSSR机构的设计方法进行验证,验证结果显示,该方法设计的球面4R机构能够满足空间RSSR机构的运动规律要求,并具有更好的运动性能以及可加工性与可装配性。从结构、工艺、维护以及运动学与动力学性能等方面比较空间RSSR机构和球面4R机构的性能与特点,结果显示了使用球面4R机构代替空间RSSR机构的优越性,并为将来空间复杂驱动机构的设计提供了参考。     

空间 RSSR和球面 RRRR机构的计算机三维位形动态模拟

虽然空间RSSR和球面RRRR机构的解析方法是比较成熟的，但是对于具体机构而言由于设计和分析的结果是用方程和函数表达的，因此具有不直观、难以检验和不可靠的缺点。针对这种情况，这里提出了对机构位形作三维动态模拟的计算机算法。作者已在此基础上在AutoCAD图形系统中编制出了相应的软件程序。用该软件程序模拟出的机构位形可以用AutoCAD命令显示和直接检验。     

空间凸轮机构的运动几何学

以直动从动件圆柱凸轮机构和弧面分度凸轮为例，对空间凸轮机构的运动几何学进行了研究，导出了一些实用的计算公式。     

解耦球面转动并联机构的运动分析与验证

详细分析了一种解耦球面转动并联机构的运动特性,利用速度关系证明该机构具有3个完全解耦的转动自由度,并具有工作空间大、刚度均匀一致、误差分布全局各向同性的优点.针对机构约束冗余的不足,进一步提出了避免过约束的改进机型.     

球面剪叉可展机构的运动特性分析

为揭示任意个球面剪叉单元构成的球面可展机构的运动特性,研究这类机构的自由度特性和运动分析方法。基于螺旋理论分析球面剪叉单元及其串联运动链、多支链构成的球面可展机构的自由度特性,得出由球面剪叉单元构成的球面剪叉可展机构的自由度特性,据此构造出任意个球面剪叉单元和任意个支链构成的自由度为1的球面可展机构。基于球面几何理论,对两个球面剪叉单元串联的球面可展机构进行运动分析,并对任意m个球面剪叉单元串联的球面可展机构进行运动分析,在此基础上分析n个支链的球面剪叉可展机构的运动特性。建立球面剪叉可展机构这类机构通用的运动分析方法,并给出运动分析的数字实例,证明了该方法的有效性。编制能满足任意个球面剪叉单元构成的球面可展机构的运动分析软件,实现了对这类机构运动的自动分析计算,具有工程应用的实际意义。     

一种可实现全球面工作空间的解耦球面并联机构及其特性

针对现有的球面并联机构在大球面工作空间应用领域,其工作空间不足的问题,提出一种具有全球面工作空间的解耦球面并联机构。首先,依据摩擦圆对转动副转动范围的限制,对机构进行了改进设计,实现了机构全球面工作空间及自由度计算;其次,利用封闭矢量法,求解机构位置正反解解析表达式;最后,根据机构输入与输出参数之间关系,推导得到机构速度雅可比矩阵,并验证了机构具有完全解耦特性,为机构应用于全球面工作空间领域提供了理论基础。     

球面三自由度并联机构瞬时运动分析

为解决球面三自由度并联机构末端构件上角锥的瞬时定位问题,结合该机构仅具有3个转动自由度的结构特点,采用四元数代数表示构件的有限转动,将机构运动分析转化为求解瞬时转动四元数算子。开展了该机构上角锥相对参考坐标系的微分转动分析,建立了描述上角锥瞬时转动四元数算子的运动微分方程和瞬时转动轴连续轨迹曲面的矢量方程,导出了机构运动微分方程的基础解系,提出了以瞬轴面导线的曲率和挠率量化机构在某一时刻微分运动的特征;在Matlab软件中通过数值积分和数值微分两种方法,求得了四元数算子瞬时转动轴线的变化轨迹和等效转角的变化曲线;瞬轴面导线变化平稳,预示了机构在所给的运动学参数下具有良好的运动学品质,得到了两种数值方法截断误差的预估值和所能达到的精度等级。仿真结果表明:数值积分方法精度略高。     

球面运动的RSRR揉面机构设计

提出了一种新型的RSRR揉面机构,用球副代替传统的转动副。采用约束螺旋理论对机构完成自由度分析,结果表明RSRR机构是5阶机构,有1个公共约束和1个自由度。采用齐次坐标变换法建立了机构的多刚体运动模型,求得搅拌头的运动情况。并在运动学分析的基础上实现了机构的尺寸综合,得出容器的高度与半径应成两倍关系的结论。通过数值仿真和虚拟样机运动仿真及干涉检查技术,发现若发生干涉,可适当调整容器或搅拌头的尺寸和位置,更加有效地实现了RSRR揉面机构设计。     

正弦机构在球面展开中的运用

把正弦机构运用于球面展开中,推导出了一套新用于球面展开机构的运动学方程。经过MATLAB模拟仿真说明：钢球受此正弦机构和匀速运动的驱动,能完成一种复杂的空间螺旋运动,实现完全展开。这一研究为钢球展开机构的优化提供了必要的数学工具与理论基础。     

凸轮机构运动特性的分析与研究

凸轮机构在现代机械中使用非常广泛。文中就其最常见的两种形式—摆动从动件和直动从动件的凸轮机构的运动特点,提出了该机构运动特性分析的一般方法,建立分析方程。为机构后续的动力分析和优化设计提供参考依据。     

键合图法机构动态仿真

本文较详细地阐述了机构动态仿真的键合图法,给出了机构动力学方程的统一表达式。利用该方法所编制的软件可以根据给定的系统物理参数及必要的输入矩阵,在计算机上以格式化的方式自动生成系统的动力学方程并求解。     

含运动副间隙的舵机用空间4R执行机构动态特性研究

为探究运动副间隙对舵机用空间4R执行机构动态特性的影响,以一种舵机用空间4R执行机构为例,考虑运动副间隙的作用,利用L-N接触力碰撞模型和修正的Coulomb摩擦模型,研究间隙大小对机构运动精度和运动副受力的影响,确定当机构考虑单间隙和双间隙时的最佳间隙量范围.建立空间4R机构的刚柔耦合模型,分析了在空间4R机构中考虑一个或两个间隙、含或不含柔性体时间隙和柔性体对机构动态特性的影响,证明柔性体的存在会明显增强间隙碰撞对机构的影响.该研究成果可为舵机用空间4R机构的设计提供参考依据,有利于执行机构的实际应用.     

一种球面冗余并联机器人机构设计的基础研究

提出了一种基于球面机构的二自由度驱动冗余并联机器人。建立了该球面并联机器人机构的约束方程，进行了运动学分析；建立了该球面并联机器人的设计空间，探讨了其机构的工作空间面积性能指标与杆件尺寸之间的关系，并绘制了相应的性能图谱。这些图谱是该并联机器人机构设计的重要参考依据。     

球面机构研究动向

球面机构作为一类特殊的空间机构,它具有结构简单、工作空间大、不易发生干涉、运动学计算简单、控制容易等优点。球面机构在宇航、医疗、电子、机械等领域具有广阔的应用前景。本文对国内外球面机构理论及性能研究的进展、研究成果、研究动态进行了较为全面的综述,在此基础上讨论了球面机构研究的潜在方向、研究内容以及可能的研究手段,供广大机构学研究者参考。     

凸轮机构谐综合运动特性的研究

采用有限项谐函数作为凸轮机构从动件运动函数 ,称之为凸轮机构谐综合。本文以升 -停 -降 -停型凸轮机构为对象 ,研究了谐函数项数 N及机构转速 n对凸轮机构运动特性的影响 ,从而为采用谐综合方法设计凸轮机构提供了依据。