五自由度摇摆台位置正解方法研究及 MATLAB实现

研究一种实用非对称五自由度摇摆台的位置正解算法.把描述五自由度摇摆台的一组非线性方程组的求解问题转化成对函数的优化问题,采用粒子群优化算法和Newton迭代法相结合的方法求解问题,并采用粒子群算法工具箱实现了五自由度摇摆台的位置正解.通过比较试验结果,发现采用PSO算法和Newton迭代法相结合的方法在精度方面比单纯采用PSO算法高,并且兼顾了实时性的要求.     

永磁同步直线电机推力波动试验台设计与分析

在目前永磁同步直线电机推力波动性能测试试验台的研究中,存在着导轨和加载形式单一的问题,因此设计了一种将无杠气缸作为加载形式,以PMSLM驱动气浮导轨进行推力波动性能测试的试验台。该推力波动性能测试试验台运用气体润滑技术使得组件沿着气浮导轨移动保证了运行的直线精度。对该试验台的整体结构进行了设计和论证,结果表明:导轨面的最大变形量在0.97～1.13μm之间,气浮导轨的最大应变是1.44×10~(-5),气浮导轨的最大应力为2.96 MPa,说明其具有机械精度高、运动直线度高、安装维护容易等特点,能够达到预期的设计目的。     

五自由度混联机构型综合的研究

提出了一种系统有效的混联机器人构型综合的新方法和单并联、多并联混联机构的概念及表示方法。根据螺旋理论构造了单开链五自由度串联机构;基于自由度分配原理,分析了可能出现的五自由度混联机构具体类型;将并联机构视为一个复合运动单元构型到串联机构中,替代串联机构中运动基相同且连续的若干运动单元,获得五自由度混联机器人构型;通过运动螺旋的线性组合来生成其他混联机构,并通过实例验证了该构型的正确性。分析表明该机构兼具串联机构和并联机构的优点。     

基于GTS卡的弯丝机器人数控系统设计

为了解决三维复杂金属线材和弹簧类零件的快速制造与生产问题,设计了一台具有X、Z两个移动轴和Y、A、B三个回转轴的五自由度弯丝机器人.采用PC+运动控制卡的开放式数控结构完成了系统硬件平台的搭建,利用MFC与控制卡提供的动态链接库完成了数控系统软件的编写,实现了系统的绝大部分功能,并应用于课题组设计的弯丝机器人系统中.     

激光冲击成形控制系统设计与应用

激光冲击成形技术是一项尚处于实验室研究阶段的板料成形新技术,本文根据激光器的工作特性和激光冲击成形实验的要求设计了相应的控制系统及其软件,该控制系统以一台工控机作为主机,两台单片机为从机,再加若干辅助设备,构成了一个基于RS-485总线的控制系统,系统的控制对象为激光器高功率脉冲电源和一个五自由度机械平台.实际使用效果表明该控制系统完全满足目前激光冲击成形研究的需要.     

双足磁吸附五自由度爬行机器人运动学模型构建及求解

由于应用于特种行业及复杂工程领域的爬行机器人研究的重要性,在设计出一种双足磁吸附五自由度爬行机器人机械系统的基础上,以该五自由度爬行机器人的机构为研究对象,运用D-H参数法进行其运动模型构建,并通过矩阵变换,推导出了该机器人的正运动学解的齐次矩阵,并通过数学求解求出其逆解,然后采用MATLAB对该机器人的运动数学模型进行仿真分析,得出其正解和逆解。将仿真结果与计算结果进行对比分析,验证了所建立的五自由度爬行机器人运动模型的正确性。该研究对于开发五自由度爬行机器人的控制系统及控制策略,以及它在具体工程实践中的应用具有重要的研究基础作用。     

磁悬浮系统模糊PID控制器设计

以五自由度磁悬浮轴承系统为研究对象,介绍了该系统的组成和工作原理,通过分析磁悬浮轴承系统对控制器的要求,针对该系统的开环不稳定和非线性特点,根据模糊控制技术,采用模糊算法和PID控制相结合的方法,通过对系统过渡过程模式的在线识别,对PID参数进行自整定,设计磁悬浮轴承系统的Fuzzy-PID非线性控制器.实验证明,与传统的线性PID控制器相比,模糊PID控制器具有较好的控制性能和动态特性,应用于五自由度主动磁悬浮轴承系统,实现了转子的稳定悬浮和旋转,满足系统的回转精度要求.     

五轴五自由度并联铣床构型与解析研究

提出一种二自由度纯平动杆,该杆与虎克铰和移动副组合构成一个五自由度支链;在此基础上构造了一种五轴五自由度并联铣床,并对其进行了解析分析;样机测试表明,此并联铣床刚度与以往相比有很大改善.     

基于数字孪生的航空壁板制孔位置实时监控研究

航空壁板盲制孔过程中,因受夹具装夹的影响,壁板产生一定量的变形。为了能够实时获取并显示壁板变形后的制孔位置数据,驱动机械臂到达精确的制孔位置,基于“虚实结合,以虚控实”的思想,提出一种基于数字孪生的航空壁板制孔位置实时监控系统。搭建基于数字孪生的五自由度机械臂制孔状态监控系统结构模型,阐述系统的架构;对数字孪生系统框架的关键技术进行分析;最后,以实际五自由度机械臂制孔为例,对搭建的数字孪生制孔系统的可靠性进行验证。结果表明：该数字孪生制孔系统具有良好的稳定性与有效性。     

机器人用于艺术雕刻的研究

本文根据传统的直角坐标数控雕刻机的缺陷，结合工业机器人的运动学特性，研制了一种五自由度关节式雕刻机器人。详细叙述了其机械结构和控制系统的设计，运用D-H法分析了机构运动。这种五自由度雕刻机器人能加工出通常的直角坐标数控雕刻机难以完成的复杂型面，灵活性高，而且定位机构的尺寸相对要小得多，制造成本较低。     

胫骨生物陶瓷复合材料的微结构增韧机理

扫描电镜观察显示胫骨是一种由羟基磷灰石和胶原蛋白组成的自然生物陶瓷复合材料.羟基磷灰石具有层状的微结构并且平行于骨的表面排列.观察也显示这些羟基磷灰石层又是由许多羟基磷灰石片所组成,这些羟基磷灰石片具有长而薄的形状,也以平行的方式整齐排列.基于在胫骨中观察到的羟基磷灰石片的微结构特征,通过微结构模型分析及实验,研究了羟基磷灰石片平行排列微结构的最大拔出能.结果表明,羟基磷灰石片长而薄的形状以及平行排列方式增加了其最大拔出能,进而提高了骨的断裂韧性.     

面向零件形状的计算机图形库的开发

论述了CAD技术中参数化设计的三种建模方法，重点介绍了基于特征的参数化建模原理。在此基础上，分析机械设计中的机构结构，归纳出其零件的几何特征构成。设计了机构CAD图形库，并提出了该图形库生成步骤和人机交互界面。     

FeCrAIW电弧喷涂层组织的致密化研究

采用激光辐照对FeCrAlW电弧喷涂层的组织进行致密化处理,借助扫描电镜和X衍射对涂层的组织进行了分析.测试了涂层的显微硬度.结果表明:涂层组织致密度提高,孔隙率明显降低.随着激光扫描速度的增加,涂层的显微硬度降低.在较低的扫描速度下,涂层与基体之间形成互熔区,涂层与基体之间产生良好的冶金结合.     

钢材打捆机控制系统智能化技术的研究

钢材打捆机是一种用于轧钢精整工艺的新型自动化设备，其控制系统基于SiemensS7 PLC和TP7触摸屏。系统的智能化技术主要包括：液压高低压自动控制、在线监视、离线故障检测、多台设备协同工作、可视化人机交互技术。本文描述了这些技术的原理与实现方法。     

Ab-initio calculation of enthalpies of formation of intermetallic compounds and enthalpies of mixing of solid solutions

A large number of ab-initio calculations of energies of formation of intermetallic compounds have been performed in the last 15 years. The currently used methods are listed. The paper presents a review of the aluminium based compounds which have been studied. Comparisons of calculated and experimental enthalpies of formation are provided for aluminim-3d and-4d transition metal alloys at equiatomic composition. The modelling of the enthalpies of mixing of solid solutions based on a given lattice is described.     

Features of formation of the structure in production of blanks of disks of heat-resistant nickel alloys

Conclusions To provide a high level of mechanical properties in wrought blanks of cast ÉP741NP and ÉP962 alloys it is necessary to form controlled structures. A necklace-type structure formed in homogenizing isostatic treatment, subsequent thermomechanical working including alternation of the operations of deformation in the (+)-area and recrystallization anneals, and final heat treatment is preferable. The temperature conditions of all stages of thermomechanical working are strictly controlled, especially the final operation of deformation and heating for hardening. To eliminate hardening cracks and distortions it is necessary to use molten salts at t=600°C as quenchants. The use of multiple production operations makes it possible to significantly reduce the structural inhomogeneity related to inhertance of the original dendritic structure. However, the structure of the final semifinished product is nevertheless characterized by a difference in occurrence of the processes of polygonization and recrystallization between the former dendritic cells and the interdendritic spaces in deformation and heat treatment.To obtain structurally homogeneous blanks for gas turbine engine parts it is necessary to use basically new methods of remelting such as vacuum double electrode remelting and electron beam remelting with an intermediate vessel.Translated from Metallovedenie i Termicheskaya Obrabotka Metallov, No. 12, pp. 25–29, December, 1991.