一种新型机构综合实验台的设计开发

空间机构运动参数测试实验台是高校开展机械设计、机械原理等机械类基础课程实验教学不可或缺的实验设备。虚拟仪器技术是利用高性能的模块化硬件,结合高效灵活的软件来完成各种参数测试、测量和自动化的应用。本文是在现有平面机构运动实验台的基础上基于虚拟仪器技术对现有机构运动实验台进行了改造,制成的新式综合实验系统。该实验系统以miniSTM32单片机作为测控中枢进行数据处理,通过多传感器采集数据并配以触控显示屏、变频驱动器和虚拟仪器软件,构成了空间机构运动参数测试分析实验台的测控系统。     

基于功能分析的新型装载机构型综合研究

传统的机械式工程机械采用单自由度机构,所能完成的动作单一,动作轨迹不能变化;液压式工程机械可以灵活地执行各种工程动作,但其液压系统零部件的精度要求和成本高、可靠性不理想、易漏油、传动效率低等不足。这个棘手问题长期未能有效解决。将变胞机构和多自由度可控机构应用于工程机械等领域,可克服现在的机械式和液压式工程机械的各自不足,既能像液压式工程机械那样变化运动轨迹、执行各种动作,又没有液压系统的缺陷,具有良好的应用前景。研究这类新型机构的型综合问题,针对现有典型装载机产品的特点,采用工作机理的动作表达方法,将液压式装载机的工作机理作为依据和出发点,把其转化为工艺动作过程。结合变胞机构、可控机构、及并联机构等有关研究成果,综合应用构型演化法、基于螺旋理论的约束综合法等机构创新设计理论和方法,在功能分析的基础上完成了装载机新型执行机构的概念设计。获得了一批新型多自由度可控机构式装载机构构型,包括具有变胞功能的可控机构式装载机构构型,并由试验验证了多自由度可控机构用于装载机等工程机械的可行性,为这类机构的应用提供了一定的参考。     

齿条展成法加工综合实验台在实验教学中的应用

为解决金属切削加工实验中展成法加工综合实验台设备的不足,设计出一种齿条展成法加工与多种机构结合的实验教学平台,其总体机械结构主要分为三部分,主轴部分,刀具回转部分和XY工作台。该实验台结构简单,适用于机械相关专业学生的实验教学。     

基于功能分析的船用克令吊执行机构构型综合

传统港作起重机械多为平面开链式机构,整体结构稳定性不足,输出动作单一、欠柔性,且多采用液压驱动,存在易漏油、加工装配要求高、维护保养成本高等缺点。针对此类问题,以船用克令吊为结合点,在全面分析其工作原理和输出动作要求的基础上,通过工作机理的行为表达方法将其转化为工艺过程,基于功能分析,结合多自由度可控机构以及并联机构,采用胚图插点法完成执行机构的运动链数综合,获得一批新型多自由度可控机构式船用克令吊机构构型,为此类机构以及其它港作机械的进一步创新设计及研究提供参考。     

自动化夹具综合实验台在实验教学中的应用

为解决机床夹具实验教学中夹具的不足,本文设计一种用于实验教学的夹具综合实验台。该实验台实现了夹具本体、液压控制的结合。在功能分析的基础上确定了总体结构设计、机械部分等其他零部件的设计。该实验台可实现相关机床夹具的认知实验及创新性设计实验,为机械类专业实验教学和科研搭建了良好的实验平台。     

Stewart机构大幅主动减振耦合控制实验研究

以大射电望远镜馈源减振实验平台为基础,研究将Stewart机构作为大幅多自由度主动减振机构的控制问题.提出了基于Stewart机构运动学的控制方案.两级耦合控制实验的结果得出了控制精度与馈源运动速度之间的关系,证明了该控制方案可以满足FAST需要的减振精度要求.     

基于互联网的过程控制综合实验台与远程实验系统的设计

针对目前过程控制实验教学的现状和存在的问题，设计了一种基于互联网的过程控制综合实验台与远程实验系统，文章重点介绍综合实验台与远程实验系统的组成和可开设的实验项目。     

基于图论的可控装载机构构型设计及其应用

基于图论相关理论对一种新型装载机工作装置进行了全面、系统的构型设计与研究。利用胚图插点法对九杆以内只含单铰转动副的平面闭环两自由度机构进行了构型综合,得到了51种拓扑图;根据可控装载机构拓扑结构要求、功能性要求、约束条件要求以及拓扑结构最简原则对得到的拓扑图进行了拓扑综合,共筛选出了22种满足构型要求的拓扑图;再根据提出的机架存在条件、铲斗存在条件、动臂存在条件对得到的所有拓扑图进行了特定化;最后提出可控装载机构优选原则,对拓扑图特定化方案进行优选和具体化,获得了11种可控装载机构。通过样机研制验证了构型设计的合理性。     

多自由度可控装载机构的构型设计与综合研究

多自由度可控机构式装载机是一种将可控机构应用到工程机械领域而开发的新型装载机,为进一步研究此类可控装载机构新构型,分析研究了现有装载机工作装置的工作原理和结构特点;利用胚图插点的方法得出了平面两自由度五杆、七杆、九杆机构所有拓扑胚图类型;根据可控机构式装载机结构特点,确定拓扑胚图中的功能构件,将满足条件的拓扑图转换为装载机构;通过提出可控装载机构择优准则,对所得构型进行分析和优选,得到可控装载机构最佳构型。     

基于PLC和组态软件的机电液综合控制实验台设计

针对机电液综合控制系统开发对实验台的要求,本文提出了基于组态软件和PLC的机电液综合控制实验台总体方案。首先依据PLC的机电液综合控制系统的基本原理,采用模块化的设计思想构建实验台的硬件平台;然后依据实验要求构建机电液综合控制系统,采用组态软件实现机电液综合控制系统进行组态监控和实验数据采集;最后根据采集到的实验数据,利用Matlab软件分析机电液综合控制系统性能。实践表明,该机电液综合控制实验台模块齐备,能够组建中等复杂的机电液综合控制系统,且实验数据采集方便,可对系统运行进行实时监控,既能可用于机电液综合控制实验教学,又能用于工矿企业机电液综合控制系统开发。     

公路层间剪应力检测实验平台研制与应用

为了完善长安大学公路学院交通工程类专业本科生的实验教学课程,设计开发了一套公路层间剪应力检测实验平台,该实验平台可以有效检测施工后公路面层与基层结合面的粘接强度。该实验平台主要由步进电机、减速机构、推力机构和力传感器组成。工作时,步进电机通过减速机构和推力机构将马歇尔试样推断,力传感器将马歇尔试样断裂所需的剪应力上传至控制系统,控制系统使剪应力数据以曲线图的形式显示在显示器上。经测试证明,该实验平台对公路层间剪应力的检测结果准确可靠。使用该检测实验平台可以有效训练学生进行路面抽样检测的专业技能,为其公路施工检测专业技能的培养奠定了良好的基础。     

DESIGN OF 6-AXIS FORCE/TORQUE SENSOR BASED ON STEWART PLATFORM RELATED TO ISOTROPY

ＤＥＳＩＧＮＯＦ６ＡＸＩＳＦＯＲＣＥ／ＴＯＲＱＵＥＳＥＮＳＯＲＢＡＳＥＤＯＮＳＴＥＷＡＲＴＰＬＡＴＦＯＲＭＲＥＬＡＴＥＤＴＯＩＳＯＴＲＯＰＹＷａｎｇＨｏｎｇｒｕｉＧａｏＦｅｎｇＨｕａｎｇＺｈｅｎＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＩｎｓｔｉｔ...     

机电液一体化多功能试验台的研制

根据机电类毕业生的工作去向特点, 以增强学生的实践意识和动手能力为出发点, 设计规划了机电液一体化多功能试验台。简述了该试验台的设计思路、总体方案和系统组成, 并介绍了实验系统的特点和功能。     

一种无伴随运动的对称两转一移并联机构

提出一种新型3-UPU对称并联机构,其动、定平台始终关于中间平面对称,该机构具有两个转动自由度和一个移动自由度。运用螺旋理论对机构的自由度性质及运动特性进行分析,证明该机构动平台可以绕对称平面内的任意一条轴线或任意点发生连续转动,说明该机构不存在"伴随运动",这为机构的求解及控制提供了很大的便利。同时,该机构还具有一个沿对称面法线方向的移动自由度,动平台沿该自由度方向也可以发生连续的移动。针对此机构的结构特点,用两个角度参数就可以方便、直观地表示出动平台的姿态信息。推导该并联机构的位置正、反解,并分析其工作空间,可以看出该机构的正反解都具有解析解,且表达式较为简单,方便后续的深入研究。该机构具有较大的工作空间,能够满足一般的工作需要。     

现代机构学的形成、基本内容和应用前景

机构学现代化对机械工业的发展意义重大。广义机构、可控机构、机构系统概念设计、机器人和步行机机构、微机构和微驱动、仿生机构、新型机构等是现代机构学研究的主要内容。现代机构学形成的主要标志是机电一体化系统的形成和应用。现代机构学与传统机构学的主要区别是对机构内涵的不同认识、机器构成的不同、机构设计理论与方法的不同。现代机构学具有广泛的应用前景 ,可以对可控机构、机器人、微机械、机械动力分析等的深入研究产生影响。     

双向作动大行程二自由度稳像机构

针对光学稳像系统的双向动态大行程的设计要求,本文设计了一种可伸缩双向作动的压电作动器,并基于此压电作动器设计了二自由度稳像机构。压电作动器由一个收缩式三角位移放大机构和一个伸张式三角位移放大机构组成。位移放大机构可为压电平台提供足够的行程,柔性铰链可使平台结构更加紧凑。接着,利用有限元分析软件ANSYS对平台结构进行静力学仿真,模拟了平台的位移和应力变化。最后对原理样机进行了实验分析,实验结果显示所设计压电平台在低电压和低频率下有足够大的行程和足够快的响应速度,作动器在120V电压下的输出位移在67μm左右,基本满足稳像系统的性能要求,故平台结构的设计方案是可行的。     

一种少自由度并联机构误差特性分析方法

应用螺旋理论分析机构螺旋系及分支螺旋系，从机构不可控自由度和可控自由度两方面，通过虚设运动副，形成适用于少自由度并联机构的通用性误差特性分析方法(简称自由度法)，该方法无需误差建模，可单独分析特定误差对动平台输出的影响。以3-CUR并联机构为例，应用该方法进行误差分析，得到其误差特性规律。利用矢量法建立3-CUR机构的误差模型，并经仿真分析验证前述规律，根据此规律设计和加工样机，通过样机试验验证自由度法的正确性。     

基于并联机构的具有冗余自由度四自由度弹性阻尼减振装置研究

采用多自由度并联机构作为基体，在原机构原动件处辅以可控弹性阻尼装置，运用反向自适应原理，模拟橡胶，较好地解决了多自由度减振问题。以航行中船舶仪器设备需三维隔振为例，分析了船舶仪器设备的减振要求，采用三自由度或具有冗余四自由度并联机构组合弹性阻尼减振装置，介绍了该减振装置的结构及有关参数的设计方法，理论分析与动态模拟及试验结果一致，说明该减振装置的分析方法是正确的，可推广到其他要求多维减振的设备上。     

An experimental study on motion error of hexarot parallel manipulator

In this paper, a novel 6-DOF parallel manipulator with coaxial actuated arms is introduced and investigated. This mechanism has six rotating arms, and by rotation of arms about the base, positioning and desired movement of the mechanism is achieved. Sine parallel mechanisms have a nonlinear motion while moving from an initial position to a desired position, investigation of nonlinear error in such mechanisms is of paramount importance. In this paper, inverse and forward kinematics of the mechanism are studied. Nonlinear error of the mechanism’s motion in its workspace is extracted using mid-oscillating circle and kinematic relations as well. Moreover, effective parameters on nonlinear motion error of mechanism are determined. The results obtained by theoretical method are further verified through image processing experimental tests. It is found that the results of the theoretical analysis and experimental test are in good consistency.     

分度凸轮机构的能控性程度分析

对分度凸轮机构在不同阶段的能控性和能控性程度进行研究.研究结果表明,分度凸轮机构在分度段是能控的,在停歇段是不能控的;而且在分度段的不同时期的能控性程度也不相同,在输出件速度高时的能控性程度要好一些.此外,还分析在不同广义坐标下施加控制力的不同效果.这些工作对分析分度凸轮机构的能控性程度以及合理设计分度凸轮机构振动控制系统具有重要意义.