六自由度运动模拟器振动控制策略

针对液压驱动六自由度运动模拟器在对振动环境进行模拟的过程中存在幅值衰减和相位滞后,难以保证对高频随机信号的复现精度这一问题,提出采用基于铰点空间控制与基于操作空间控制相结合的方式,在单缸比例加前馈控制的基础上,通过三状态控制策略来扩展系统的频宽,同时在保证系统稳定的前提下达到精确复现输入位置随机信号的目的。实验结果表明,采用三状态控制策略的六自由度运动模拟器可以将系统输出对输入的位置随机信号在0.5～25Hz频率内的功率谱密度误差控制在±3dB以内,满足精确复现的性能指标。     

混合驱动二自由度并联机构的动力学优化设计

基于Kane方法对混合驱动二自由度五杆机构建立了动力学方程,在此基础上进行了动力学逆问题的分析,探讨了影响主驱动功率和辅助驱动功率的因素.实现一组椭圆轨迹为实例,以混合驱动二自由度五杆机构辅助运动最大瞬时的驱动功率最小优化目标函数,无条件双曲柄的杆长条件约束条件,采用遗传算法进行了动力学优化设计,得到了主驱动功率与辅助驱动功率之间的最佳匹配关系.为实现混合驱动二自由度并联机构综合性能最优以及系统的最优控制了基础.     

基于Vortex的6自由度平台洗出运动仿真

为了研究并联6自由度平台在车辆驾驶过程中的洗出运动,实现车辆动力学模型和6自由度运动平台模型的联合仿真,提出利用Vortex多体动力学软件对6自由度平台进行建模,复现车辆模型运动过程的仿真方法.平台液压油缸初始位姿采用解析法进行确定,在Matlab/Simulink中实现运动平台的洗出滤波算法和运动学反解算法,利用转弯和直线2种典型运动进行仿真验证.在给定路面上进行虚拟驾驶,Vortex车辆动力学模型解算结果使车辆产生相应的连续运动状态,相关动力学参数经过洗出滤波算法、平台运动学反解运算得到各油缸伸长量,驱动Vortex软件中建立的6自由度运动平台模型.结果表明,利用Vortex软件可以将车辆动力学模型和并联6自由度平台模型进行联合仿真,实现平台洗出运动的可视化.     

基于Vortex的6自由度平台洗出运动仿真

为了研究并联6自由度平台在车辆驾驶过程中的洗出运动,实现车辆动力学模型和6自由度运动平台模型的联合仿真,提出一种利用Vortex多体动力学软件对6自由度平台进行建模,复现车辆模型运动过程的仿真方法.平台液压油缸初始位姿采用解析法进行确定,在Matlab/Simulink中实现运动平台的洗出滤波算法和运动学反解算法,利用转弯和直线2种典型运动进行仿真验证.在给定路面上进行虚拟驾驶,Vortex车辆动力学模型解算结果使车辆产生相应的连续运动状态,相关动力学参数经过洗出滤波算法、平台运动学反解运算得到各油缸伸长量,驱动Vortex软件中建立的6自由度运动平台模型.结果表明,利用Vortex软件可以将车辆动力学模型和并联6自由度平台模型进行联合仿真,实现平台洗出运动的可视化.     

串联多闭链二自由度变幅机构的动力学建模

变幅机构是工程机械的关键部件.不同于单自由度变幅机构,本文设计了一种两组液压缸驱动的二自由度变幅机构以提高变幅性能.为了建立该机构的动力学模型,首先,提出层次化方法推导出雅可比矩阵和海森矩阵,继而得到运动学方程.然后,考虑驱动器将该机构拆分成6个刚体,并采用牛顿欧拉法求得动力学方程,基于动力学模型对变幅过程进行仿真分析...     

基于AMESim的液压并联机构建模及耦合特性仿真

针对液压六自由度并联机构，采用AMESim和Simulink分别对单缸液压系统及平台机构部分建模，建立了液压并联机构的通用仿真模型.在AMESim模型中单缸系统的等效负载为Simulink模型反馈的负载力而非等效质量.联合仿真模型详细考虑了液压系统，保证了系统的精度，为研究液压并联机构提供了便捷的理论分析手段.通过联合仿真模型研究了并联机构由于液压缸不一致带来的耦合特性.数值仿真结果表明，当液压缸性能不一致时会出现耦合现象，耦合度随着液压缸性能不一致程度的增大而增强.在并联机构设计时，必须保证液压缸性能的一致性.     

双臂单腿跳跃机器人的动力学建模与仿真

总结了已有单腿跳跃机器人的局限性,提出了一种新型弹性单腿跳跃机器人系统.该机器人采用双臂驱动,弹性伸缩腿中不安装驱动原件,系统依靠内部动力学耦合实现动态站立平衡、起跳、稳定连续跳跃运动.对欠驱动非完整约束动力学系统进行了运动学和动力学建模.用MATLAB对本机械系统进行了仿真,验证了模型的正确性,为机器人的运动控制和结构优化奠定了理论基础.     

基于ADAMS的装载机八杆机构动力学仿真研究

装载机工作装置的八杆机构力学分析是装载机设计的核心问题。基于ADAMS建立了装载机八杆机构装载工作装置动力学仿真模型,进行机械系统与液压系统模型的耦合仿真,分析了该装载装置的平移性、机构铰接点受力及液压缸长度变化等动力学性能。研究结果表明：动臂和摇臂各铰点受载情况与工作装置外载荷变化一致,分析结果对于研究装载机八杆机构关键构件的动态应力分布提供了有效数据。     

液压缸式收送料机构的设计与分析

介绍了自动化生产线中的液压缸式收送料机构设计,包括机械系统的动力学建模、分析和液压系统的设计计算.给出FORTRAN软件计算程序的流程图,计算了等效质量、惯性阻力系数、传动机构的效率和速比、油缸的工作推力.给出收送料构件的位移、速度变化规律.提出液压缸式收送料机构的机械系统与液压系统的整体设计,程序分析结果与试验结果基本符合.所设计的液压缸式收送料机构执行动作准确,运动平稳.     

机构及机械传动系统的非线性动力学研究综述

介绍了机构和机械传动系统非线性动力学的特点,研究方法以及引起非线性的因素。对连杆机构,齿轮机构,行星齿轮机构,带传动,以及农机具和其它一些机械领域的非线性动力学模型进行了讨论,探讨了在这些机械系统中可能出现的复杂运动,如亚谐周期运动和混沌等。     

新型六自由度运动模拟器及其性能测试

基于三爪式对接机构的缓冲性能,针对验证捕获、缓冲和连接等组件的技术参数要求,设计了一种新型六自由度运动模拟器.分析了六自由度对接运动原理,依据欧拉转动定理,推导出目标运动模拟器的变换矩阵,详细介绍了运动模拟器以及关键部件的结构和工作原理,并对关键部件进行了应力仿真分析,将成型的三爪式对接机构安装在运动模拟器上进行了联合试验.仿真分析结果表明,在最大撞击力下,关键部件的最大变形量和最大应力均满足设计指标要求.通过对样机的试验验证,各个自由度的运动行程和偏转角度均能满足技术指标要求.     

万向节机构及等速性分析

本文分析了轴头式和凸块式万向节的运动特性,归纳了等速原理,探讨了各种万向节的演化。     

汽车动态仿真器运动机构的优化设计

运用综合约束函数双下降法探讨了六自由度仿真器运动机构的优化设计，并得到六个作动器的最优安装位置及各自由度的极限运动范围。     

对接机构运动模拟器的精度分析

为了探讨对接机构运动模拟器的机构原始误差和对接过程误差引起的位姿偏差,根据对接机构运动模拟器的结构求出运动学方程,依据矩阵全微分理论,建立了机构原始误差与对接机构运动模拟器的位姿误差模型.利用蒙特卡洛方法模拟具有任意概率分布的机构原始误差,抽样计算对接机构运动模拟器的位姿误差,然后对对接机构运动模拟器的位姿精度进行了分析,给出了在其可达工作空间内的概率等高线、概率密度函数和统计数字特征.这些分析结果为对接机构运动模拟器的精度设计、标定和误差补偿提供了方向性的指导.     

六自由度Gough-Stewart并联机构的姿态能力

为了优化并联机构的构型参数,以单位四元数为姿态参数构建Gough-Stewart并联机构位于给定位置处的具有一般符号形式的三维姿态奇异轨迹表达式,并给出机构姿态奇异曲面的三维图形化描述。分析机构姿态奇异轨迹的性质,给出无奇异姿态空间的概念并说明其存在的必然性。定义具有规则形状的无奇异姿态球的体积为姿态能力,并将其作为衡量机构无奇异姿态空间体积大小的一项重要指标。探究机构构型参数和位置参数对姿态能力的影响情况并建立性能图谱。研究表明：单位四元数可以有效地应用于该类型并联机构的姿态奇异和姿态能力描述。     

Gough-Stewart机构Hunt奇异位形的判定

对 Gough-Stewart机构的结构参数和支腿长度与机构的奇异性关系进行研究.针对3-3、6-3、6-6Gough-Stewart机构发生Hunt奇异时的位形特点,导出了发生Hunt奇异时结构参数和支腿长度所需满足的关系式.将该关系式作为一个判定公式,判断给定几何结构参数和支腿长度的Gough-Stewart机构是...     

六自由度并联机器人输出解耦控制

六自由度并联机器人是一个非线性多输入多输出系统,各自由度运动输出之间存在耦合.利用反馈线性化和PD控制,仅实现了平移运动间的解耦,而旋转运动之间仍然存在耦合作用.为实现并联机器人运动输出间的完全解耦,在反馈线性化控制的基础上,设计了一种新的解耦控制器,利用该控制器可以进一步实现并联机器人的旋转输出解耦,同时,给出了控制器解耦性能的仿真验证.     

一种大型太阳模拟器机械系统的设计

针对太阳模拟器的光出射角度不可变和太阳模拟器温控系统不好解决的问题,提出了一种大型太阳模拟器方位和俯仰回转机构及其控制系统和太阳模拟器温控系统的解决方法。方位与俯仰回转机构采用U-T型框架结构,轴系采用滚动轴承支撑结构,机械传动系统采用蜗轮蜗杆传动机构,温控系统采用水冷方式,通过计算机控制系统,完成对方位与俯仰回转机构转角的角位置控制,进而得到不同出射角度的出射光路,通过温控系统完成对氙灯和积分器的冷却。通过对比,发现这种回转机构为试验验证能带来更多的便利,温控系统能有效的控制模拟器温度。结果表明,设计出的方位回转±180°、俯仰回转±30°、转角精度≤0.5°的回转机构以及太阳模拟器温控系统能够满足使用要求。     

Mechanism Modeling and Simulation Based on Dimensional Deviation

To analyze the effects on motion characteristics of mechanisms of dimensional variations, a study on random dimensional deviation generation techniques for 3D models on the basis of the present mechanical modeling software was carried out, which utilized the redeveloped interfaces provided by the modeling software to develop a random dimensional deviation generation system with certain probability distribution characteristics. This system has been used to perform modeling and simulation of the specific mechanical time delayed mechanism under multiple deviation varieties, simulation results indicate the dynamic characteristics of the mechanism are influenced significantly by the dimensional deviation in the tolerance distribution range, which should be emphasized in the design.