变胞机构的构态分析及其运动学仿真研究

变胞机构在航天器和机器人领域有着广泛的应用。本文用Huston低序体阵列描述变胞机构的拓扑结构,并对一种典型变胞机构进行了构态分析。用齐次变换矩阵建立了该变胞机构的运动学数学模型,并对其进行了运动学仿真。数值仿真结果表明,变胞机构在构态切换时加速度有突变,进而提出了消除加速度突变的方法。     

基于虚拟样机技术的变胞机构构态变换研究

变胞机构的构态变换是变胞机构研究的重要内容,由于机构构态的突然改变,变胞机构在这个时刻会发生冲击.冲击对变胞机构的影响是变胞机构研究的一个难题,以一个平面五杆变胞机构为例,通过虚拟样机技术对变胞机构的变胞过程进行动力学仿真,从而得到机构发生冲击振动时刻的运动曲线,并分析了不同驱动条件下冲击对机构的影响.仿真结果表明,改...     

构态变换有碰撞的变胞机构动力学性能分析

在许多变胞机构构态变换的方式中均伴随有构件之间的碰撞。碰撞势必在机构中产生振动。以一个平面五杆变胞机构为例,利用拉格朗日方程和碰撞动力分析方程建立了构态发生变化时有碰撞的情况的动力分析方法。研究表明:在变胞机构的构态转变过程中,由于碰撞的存在则机构中将会产生一定的振动。施加于机构上外力的大小对机构是否能够顺利实现构态变换及机构在构态变换时机构振动的时间有比较明显的影响。     

变胞机构构态变换可靠性分析模型

根据变胞机构构态变换过程中的运动学和动力学特性,分析了影响变胞机构构态变换可靠性的主要因素,并对其概率分布特征参数进行了求解。以等效阻力梯度模型为理论基础,建立变胞机构构态变换约束可靠性分析模型,用变胞运动副等效阻力系数的概率分布特性来衡量变胞机构构态变换的可靠性。     

五杆机构构态变换过程中的动力学特性研究

变胞机构的构态变换是变胞机构应用中的一个重要分支。为了对变胞机构在构态转换时的瞬态运动学和动力学进行研究,得到约束变胞机构的构态变换过程中存在的冲击和振动对机构的影响。利用Lagrange方程建立了一种约束变胞五杆机构的动力学模型,并对其进行动力学分析,应用Matlab/Simulink软件对机构中变胞副的速度、加速度信号进行数值分析,得到了弹簧刚度、转动惯量这些参数变化时对变胞副在构态变换过程中的冲击和振动的影响,结果表明,当改变弹簧刚度和转动惯量时,构态变换中的冲击振动减弱。     

平行四边形变胞移动机构的构态变换随机性分析

变胞机构在运动过程中可以实现不同的构态变换。为了研究变胞机构构态变换过程中的随机性影响,建立一种常见的平行四边形变胞移动机构模型。以等效阻力梯度模型为基础,对机构进行动态静力学分析,并最终对其构态变换过程进行研究。分析不同参数变化时,对平行四边形变胞移动机构构态变换过程中的随机性影响,得出转速、杆长、外力、外力矩不同参数变化情况下构态变换过程中产生的随机性影响。结果表明：随着转速、外力、外力矩的增大,使变胞机构构态变换过程中更容易产生随机构态,杆长的影响不明显。研究结果对于未来如何利用和控制具有作业任务的变胞机构中的随机构态起到借鉴作用。     

柔性变胞机构构态变换矩阵

研究在于建立了柔性变胞机构的构态变换矩阵,该矩阵适用于杆件增加和减少的情况,并且通过一个实例验证了该变换矩阵的正确性。并为柔性变胞机构全构态动力学模型的建立打下了基础。     

描述变胞机构构态变换的邻接矩阵法

根据变胞机构的变胞原理,提出变胞机构的三种变胞过程：杆件增加、杆件减少和杆件数不变仅拓扑结构发生变化。在研究变胞机构的三种变胞过程后,提出用邻接矩阵变换的方法来描述变胞机构的变胞过程,同时提出用于相应邻接矩阵变换的4种初等矩阵。矩阵变换法能清楚地描述机构在变胞过程中,各构件的邻接特性变化以及增加或减少的构件数。采用矩阵变换法来描述机构的变胞过程,将变胞机构的构态变换转化为一系列矩阵运算,普遍适用于各种变胞机构的构态变换分析。变换过程全部由矩阵实现,且不需对新机构重新编号,易于计算机编程运算。     

变胞机构的分类及其构态分析

对变胞机构进行科学的分类,是变胞机构分析与综合的基础,是对其进行运动学及动力学研究的关键。根据变胞机构的本质特征对其进行了分类,即把变胞机构分为Ⅰ类变胞机构、Ⅱ类变胞机构、Ⅲ类变胞机构和Ⅳ类变胞机构,同时给出了4个典型例子并对其进行了构态分析。     

曲面切割机变胞机构的构态变换与研究

分析了空间复杂曲面切割机变胞机构的变胞原理及构态之间的相互转换,并在对复杂曲面切割机变胞切割机构的变胞特性分析基础上,结合变胞机构的基因建模理论对复杂曲面切割机切割变胞机构进行多构态转换分析,并完成对其变胞源构态构型的求解;运用机构的构型图以及拓扑图对复杂曲面切割机变胞机构进行多构态的构型分析;并运用机构的邻接矩阵法及改进邻接矩阵法,列出变胞机构的改进邻接矩阵,并对复杂曲面切割机变胞机构进行构态之间转换的综合分析。     

基于SimMechanics的平面五杆变胞机构动力学分析

构态转换是变胞机构研究中的一个重要环节,在构态发生变换的时刻机构会发生振动,影响机构的稳定性。以一个五杆变胞机构为例,利用SimMechanics建立了动力学模型,验证了在构态变换时的振动效应,分析了不同的初始条件对变胞机构动力学性能的影响,得到了构态转换时刻机构的动力学曲线,并证明通过改变机构输入可以有效抑制构态转换时刻的振动,改善机构的运动性能。     

平面变胞间歇机构动力学分析及其仿真

在采用杆组法建立平面变胞间歇运动机构的运动学分析的数学模型之后,在运动学分析的基础上,对其进一步进行动力学的分析研究。根据已经确定的杆件负载,求出主动件所需的动力以及各约束的约束反力,为选定动力和构件的强度设计提供依据。利用ADAMS对机构进行动力学仿真,计算结果及仿真结果相互验证,证明了动态静力法分析结果的可靠性。     

3-UPS/S并联机构运动学分析及机构优化设计

对3-UPS/S并联机构进行了运动学分析和静力学分析,得到了该机构的运动雅可比矩阵和静力学雅可比矩阵;采用离散的方法对该机构的工作空间进行了分析;对该机构进行了基于给定工作空间的尺寸参数优化,在优化的过程中考虑了机构的奇异性、关节约束和机构几何尺寸约束等条件.     

多功能电动床水平抬升机构的运动学分析及仿真

提出一种利用五杆机构来实现多功能电动床水平升降的方案,通过任意五杆机构模型进行运动学分析,从而确定了电动床升降机构方案.在Matlab/SimMechanics环境下对此设计方案及机构尺寸的合理性进行仿真,最终得到验证.     

变胞机构与机构再生运动链综合研究

变胞机构是机构在运动的过程中通过改变构件或运动副的数量或类型从而完成不同的功能,而机构再生运动链方法是根据初始机构通过综合理论得到所有可能的运动链的一种机构创新方法,由于这两种方法都要利用拓扑结构来表达,因此笔者创造性的将两种方法利用其内在的拓扑关系结合起来,从而提出了基于拓扑的变胞机构再生运动链创新方法,该方法为利用再生运动链对变胞机构的创新提供一定参考依据。     

双滑块驱动2自由度五杆机构的运动特性分析

工业操作常常需要作各种平面曲线运动,不仅对轨迹形状有要求,而且对其运动特性(速度、加速度)也有要求.文中研究一种简易实用的两驱动滑块在同一导轨上运动的2自由度平面五杆机构,推导了该机构运动学正反解计算公式,基于其运动学反解仿真分析了该机构末端操作点行走轨迹满足各类直线、圆轨迹及封闭组合曲线时,两滑块驱动运动规律及特性,为这种简易2自由度操作手的实时控制及工业应用奠定了基础.     

奔跑仿生机构的运动学模型构建与分析

对猎豹的奔跑机构的骨骼肌肉系统的运动学模型及运动学特性进行了研究。基于已有数据,对猎豹的前后肢建立了机构模型,对其奔跑的运动过程进行仿真,计算并描述其趾端运动轨迹;结合骨骼肌肉的位置参数与已构建的运动学模型,对猎豹的骨肌坐标系统进行建模,对肌肉肌群的长度变化进行计算;进行骨肌坐标系统的运动仿真,并利用肌肉力计算模型,求解了猎豹前后肢各关节的力矩变化。基于已有解剖学数据对哺乳动物的高速运动特性从仿生学角度进行了分析,为高速奔跑机构仿生机理的实现提供了切实的数据支持,对猎豹高速奔跑的运动学特性进行了充分研究。