齿轮—连杆组合机构的动态模拟

通过建立动坐标系，导出机构的位置方程组；对机构中的动点进行数次矩阵变换转换到屏幕坐标系，交替变换绘图前景色实现机构图形的动态显示，并根据实例给出了具体的实现过程及程序框图。     

用数值法研究油缸与摆臂干涉问题

以静止坐标系为纽带,利用矩阵工具建立了相关两动坐标系之间的变换关系,实现了从一个动坐标系——摆臂坐标系上观测另外动坐标系——油缸坐标系内任意点的运动规律.用数值法预先判定油缸外轮廓以及关键点在摆臂刚体上的运动范围,为解决摆动油缸机构运动干涉建立了一种便捷方法,并用这一方法分析了一个典型的摆动油缸机构的运动干涉.     

四维坐标至三维坐标的转换方法研究

在精密测量中,经常使用带旋转转台的坐标测量机。由于误差评定要求测量点必须在同一坐标系下,但测量过程中转台旋转改变了工件坐标系,因而不易进行误差评定。为此建立了一个四维坐标系到三维坐标系变换的模型,通过坐标系变换算法,利用转台坐标系作为中间坐标系,将四维坐标测量点经坐标系变换至三维转台坐标系,然后再将转台坐标系变换到工件坐标系或者机器坐标系,从而实现误差评定。实验结果表明,数学模型正确,可以满足精密测量要求。     

大口径轴对称非球面气囊抛光进动运动建模及控制

研究大口径轴对称非球面气囊抛光进动运动建模及控制。分析气囊抛光机构及大口径轴对称非球面抛光进动工艺特点,确定以气囊自转轴线与气囊交点为研究对象,以气囊球心为原点建立气囊进动基础坐标系,根据大口径轴对称非球面连续进动抛光中各抛光点气囊自转轴与局部法线夹角值(即进动角)不变的原理,在分析每个抛光点时建立与其对应的坐标系,得到抛光该点时气囊自转轴与气囊交点在该点对应坐标系中的值,而后进行坐标变换,将抛光任意点时气囊自转轴线与气囊交点的位置换算至气囊进动基础坐标系中;根据大口径轴对称非球面方程、加工控制模型及前述的坐标变换运算结果,利用矩阵变换得到大口径轴对称非球面抛光的进动运动模型;在上述的运动模型中加入最有效率控制算法后进行运动学仿真,得到大口径轴对称非球面抛光的进动运动曲线,并通过仿真气囊自转轴线跟随加工点法线变化的趋势及比较仿真进动角与实际进动角验证所建立运动模型及控制算法的正确性。     

新型动臂起重机单倍率滑轮组变倍率装置

指出了大型动臂变幅起重机采用倍率变换的必要性,介绍了一种能够实现起升机构1倍率和3倍率之间变换的新型动臂变幅起重机械单倍率滑轮组变倍率装置。介绍了该装置的组成及特点,并对变换的原理进行了阐述。该装置为动臂变幅起重机械单倍率滑轮组变倍率机构的研究奠定了基础,并可在实际工程中推广应用。     

并联机构的运动伪奇异分析

为解决并联机构的动平台在绕动坐标系的第二根动轴的转角为0°或90°时是否奇异的问题,分析了并联机构的运动伪奇异。结合Stewart交叉杆并联机构,在并联机构的动平台绕动坐标系第二根动轴的转角为零的条件下,介绍了由z-y-z型欧拉角产生的并联机构的运动伪奇异,在此基础上,分别从绕动轴的转角和动轴重合方面,分析了运动伪奇异的原因及伪奇异的位置,提出产生伪奇异的原因是用绕三根动轴的转角描述动平台参数的微分,退化为用绕两根动轴的转角描述动平台参数的微分。12种欧拉角首末动轴重合的位置,是并联机构的运动伪奇异的位置。     

平面并联机构正运动学分析的几何建模和免消元计算

为了解决三自由度平面并联机构的正运动学分析建模和求解时,需要建立坐标系和消元的问题,基于共形几何代数（Conformal geometric algebra,CGA）提出一种脱离坐标系的几何建模和免消元计算方法。在共形几何代数框架下通过基本几何体的相交、分离和对偶运算,表示出动平台上的两个铰链位置;根据动平台三角形面积的有向性,并经过一系列的几何代数运算和化简推导出该问题的特征多项式方程;通过半角正切变换、欧拉变换或不需要任何变换可直接获得任意构型的平面并联机构正运动学分析的一元高次方程。特征多项式方程的推导脱离了坐标系,不需要经过消元,且不需要任何前提条件。数字实例求解表明提出的方法对于特殊构型和一般构型的平面并联机构都是适用的,验证了算法的正确性,结果表明算法数值鲁棒性好,为平面并联机构运动学求解理论提供了一种新思路。     

基于同步旋转坐标系下DFT谐波检测方法在APF中的应用

针对三相有源电力滤波器(APF)选择性谐波补偿的实现问题,提出了一种基于同步旋转坐标系离散傅里叶变换(DFT)的谐波检测方法。首先,将负载电流信号从abc坐标系变换到dq坐标系;然后,对dq坐标系下的信号进行了DFT变换、解耦和反变换;再将dq坐标系下的信号反变换回abc坐标系;最后,对所提出的谐波检测方法在Matlab/Simulink环境下搭建了仿真模型。仿真及研究结果显示,该谐波检测方法具有较快的动态响应速度。     

基于 OpenGL的三维模型交互控制研究

OpenGL是图形硬件的一种软件接口，在深入了解OpenGL显示机制的基础上，讨论了基于OpenGL实现三维模型的交互显示变换方法。应用OpenGL接口，通过对鼠标的二维位置的变换，得到世界坐标系中三维旋转轴和旋转角度，以及鼠标在世界坐标系中的三维位置，进而对三维模型进行平移、缩放、旋转操作。算法经实际编程应用，证明能够有效地实现三维模型的各种交互控制功能。     

二维旋转平台下的相机参数标定

针对可旋转相机的参数标定问题,提出了一种基于二维旋转平台的相机成像模型。首先,通过一对坐标系的变换与逆变换,将相机的旋转平移变换关系转换为二维旋转平台纯旋转关系;然后,借助旋转平台读数以及相机到旋转平台的固定变换关系,实现相机内参的精确标定以及任意位置间相机外参的相互转换;最后,利用标定出的相机与旋转平台间变换矩阵实现不同位置相机参数的转换。相比于传统固定相机的标定方法,本文提出的方法标定获得的相机内参具有更好的收敛性,而且能够标定出相机到旋转平台的变换矩阵,从而实现相机坐标系变换参数的精确计算。实验结果表明,在标定模板图像数量相同时,与常用的张氏标定法相比,本文提出的方法标定获得的相机内参具有更快的收敛速度。棋盘格角点重投影坐标与实际拍摄图像中棋盘格角点坐标相对比,平均误差约为0.12pixel,表明该方法具有较高精度。     

耦合型3自由度并联稳定平台机构动力学分析

基于舰船摇荡耦合动力学特征,分析耦合力/力矩对耦合型3-SRR/SRU 3自由度并联稳定平台机构动力性能和动力学建模的影响,采用冗余驱动保证稳定平台各分支均匀承载,实现了稳定平台少驱动、多轴联动补偿外载荷的目标。提出耦合动力学参数等效变换方法,并分析动平台及运动分支耦合力/力矩在惯性坐标系中的表示;以系统驱动功率和最小为目标结合虚功率形式达朗贝尔原理,建立机构耦合动力学普遍方程。数值算例表明,采用冗余驱动的耦合型并联机构不仅实现了重载稳定平台多轴联动补偿的目标,而且有效地改善了系统动力学性能指标,为进一步研究耦合型并联机构动力学优化及实时控制奠定了基础。     

6-SPS台体型并联机器人工作空间及转动能力研究

提出一种评价并联机器人实现位置和姿态能力的性能指标.选用局部坐标系和球面副的关节转角描述了动平台的位姿,探索了工作空间的边界,以动平台在工作空间内能实现的最小可达章动角评价并联机器人的转动能力,揭示出并联机器人工作空间体积及转动能力随机构结构尺寸的变化而变化的规律.     

坐标系变换在多件联动加工中的应用

通过设定局部坐标系和镜像坐标系等坐标系变换手段,调用子程序来实现工件多件联动加工,以提高生产率和减少、简化编程量。     

华中数控卧式四轴机床坐标系自动补偿研究

针对卧式四轴机床无刀尖点跟随功能的情况下,无法实现产品在转台任意位置进行坐标系自动补偿的问题。通过分析刀尖点跟随原理,结合机床结构及坐标系变换后机床任意点坐标与机械坐标系的变换关系,编制坐标系自动补偿宏程序,开展基于NX的后处理开发研究,在NX编程平台中以事件形式驱动后处理,完成坐标系自动补偿宏程序的自动输出,实现华中数控卧式四轴机床坐标系自动补偿,实现产品在机床工作台任意位置的加工,提高四轴数控机床的适用性。     

3-SPR并联机构的隔振性能分析验证

对航天器或者雷达天线进行隔振是减少其受到振动载荷的有效方法.采用一种基于3-SPR并联机构的稳定平台进行主动隔振.建立上平台坐标系、下平台坐标系、全局坐标系,分析推导3个坐标系的姿态变换矩阵,将3-SPR并联机构作为稳定平台进行运动学和静力学特性分析,建立包含下平台和上平台同时运动的运动学公式及其静力平衡方程和静力传递...     

基于单经纬仪的视觉测量三维数据拼接方法

本文针对大型自由曲面三维视觉测量中的数据拼接问题，建立了经纬仪透视投影模型，提出了以平面靶标为中介坐标系，以经纬仪坐标系为全局坐标系的三维数据拼接方法。在大型自由曲面的若干测量子区域附近放置一个平面靶标，通过视觉传感器拍摄平面靶标上的特征点，求得视觉传感器坐标系到靶标坐标系的变换矩阵；通过经纬仪观测靶标上的特征点，求得靶标坐标系到经纬仪坐标系的变换矩阵。因此，可求得视觉传感器坐标系到经纬仪坐标系的变换矩阵。将视觉传感器所测得的各子区域的三维数据统一到了经纬仪坐标系下，即完成了大型自由曲面的全局测量。经实验验证，数据拼接的RMS误差小于0．487mm。     

三自由度运动平台的运动仿真及控制设计

通过对并联机构的三自由度运动平台的正逆解分析,采用VC++,以OpenGL为图形API,并利用坐标系变换的方法,实现了运动机构的参数化和实时动态的三维可视化仿真。根据仿真结果,利用MPC2810运动控制卡,提出了以直代曲的运动控制方法,为实际的机构运动控制提供了必要的理论依据。     

新型仿生六足机器人步行足运动学分析与研究

通过对六足步行机器人步行足的运动学分析，按照坐标系的建立原则，选取机构中的转动副作为关节变量，推导出各关节的广义变换矩阵，得到了步行足足端的运动学方程，求出步行足足端点运动学的正解坐标系，利用paul等人提出的代数解法进行了运动学逆解分析，并借助计算机对其逆解进行了验证，为后续的运动学分析和轨迹规划奠定了基础。     

弹性机构振动主动控制中压电作动器/传感器的优化配置

讨论了高速弹性机构构件上压电作动器和传感器粘贴位置优化配置的方法。基于机构弹性动力学控制方程，对系统模态作动力系数矩阵，作奇异值分解和振动响应观测信号，作小波变换，获得了作动器和传感器不同分布情况下作动力和观测信号的能量表达式，提出了判定作动器／传感器最优配置的可控性指标和可观性指标。最后，对弹性连杆机构进行数值仿真，确定了机构构件上压电作动器和传感器的最优配置。     

基于矢量变换的带式输送机载荷识别系统

载荷识别是带式输送机实现动态张紧的重要环节，给出了一种基于矢量变换的载荷识别系统。首先通过矢量控制理论中的矢量变换以及电机知识完成从电动机电压、电流和转速到皮带机载荷的公式推导．然后用传感器测量三种信号（电压、电流和转速）．采用单片机完成相关运算并通过软件编程实现。这种载荷识别方法运用较新的矢量变换理论，把各参数从不易解决的三相静止坐标系转换到两相旋转坐标系中．整个方法具有理论的可行性．结合单片机系统可将此方法应用于现场，做成仪表．方便煤矿并下的使用。