平面柔性3-RRR并联机构自标定方法

平面柔性并联机构具有柔性机构和少自由度并联机构两者的优点,是当前研究的热点之一.提出并验证一种简单、有效的平面柔性3-RRR并联机构自标定方法.从误差建模出发,利用矢量链法推导出标定参数辨识方程.借助静平台上的标准定位圆孔,通过仪器对拉线式编码器(线尺)进行标定,进而利用线尺在线地测量、记录机构运行中的实际位姿,结合数控系统中的理论轨迹,辨识出系统模型误差.根据辨识结果对控制模型进行补偿,使平面柔性3-RRR运动平台轨迹误差得到了明显的减小,有效提高了机构的精度,完成了利用线尺进行机构自标定方法的研究.由于测量工具和建模方法通用性强,且具有在线实际位姿测量能力,该试验研究为平面柔性少自由度并联机构的自标定提供了一种切实可行的解决途径,同时为全闭环控制提供了可行的测量方法.     

基于6-TPS型并联机床的标定方法研究

以6-TPS型并联机床为对象,研究了并联机床运动学标定方法。首先假定了并联机床各结构参数单位误差,在与测量方式相一致的广义坐标上,通过并联机床正解的方式,利用所测的点数据,以数值法构造了机床末端位姿误差与结构误差的影响系数矩阵。通过这种方法,构造参数误差数学辨识模型,针对6-TPS型并联机床的特点,提出了测量并联机床平动和聚点性误差的方案,并在工程实际应用中验证了该标定方法的可行性。     

新型2自由度并联平动机构构型及运动性能

基于3-UPU并联机构的奇异位形,提出了一种可绕圆周平移运动的新型平动机构,并利用该平动机构构造了两种姿态保持恒定的新型2自由度并联平动机构。分析了其中一种新型2自由度并联平动机构的位置正反解、速度雅克比矩阵。用无量纲参数建立该2自由度并联平动机构的尺寸型模型,该模型在有限区间内给出了2自由度并联平动机构所有可能的尺寸组合,模型空间中的任意一点代表具有相同或相似性能的同一族机构结构。基于2自由度并联平动机构的全条件数指标和尺寸型模型,绘制了反映尺寸参数组合与其运动性能关系的性能图谱。     

一种五轴并联机床的机构参数分步辨识方法

以五轴并联机床为研究对象,基于量子粒子群优化算法,对少自由度并联机床的机构参数辨识问题进行了研究。根据五轴并联机床的结构特点,对运动末端的测量位姿进行优化选取。将并联机构参数辨识问题转化为非线性系统的最优化问题,利用量子粒子群优化算法的全局搜索能力设计一种分步辨识方法对机构参数进行优化、辨识。仿真结果显示,基于量子粒子群优化算法的分步辨识方法能够比较准确地辨识机构参数的真实值。该分步辨识方法同样适用于其他少自由度并联机器人的机构参数辨识。     

并联构型装备几何参数可辨识性研究

以6自由度并联构型装备为例,研究了基于误差子集检测信息的几何参数辨识问题.在数学上严格证明造成误差雅可比矩阵奇异的原因,并提出了一种基于最小误差子集检测信息的运动学标定方法.该方法仅需检测末端历经所有可能自由度时关于某一平面的平面度误差、在平动时关于该平面内任意直线的直线度误差以及在初始位形下的姿态误差便可辨识出系统的全部几何参数,具有经济、高效且适用于少自由度系统的特点.     

一种基于相关性分析的并联机床标定方法

针对一台实际的并联机床,简化过约束结构,在运动学方程一次微分和二次微分的基础上,进行相关性分析,整合相关性强的辨识参数,推导出z向垂直度误差近似唯一相关于立柱倾斜系数,从输出误差测量的角度实现对误差源的分类。同时利用简单可行的相对误差测量方案,基于相关性分析的结论,采用分步标定方案,显著提高精度,大工作空间内达到±0.04 mm以内,局部在±0.02 mm以内,满足了工程需要。该方法基于参数间以及参数和输出误差间的相关性分析,有效简化标定过程,实现参数的分步辨识,为并联机床标定提供了新思路。     

高速并联机械手运动学标定方法

以可实现2平动自由度运动的并联机械手——Diamond机械手为研究对象,提出一种具有分层递阶格式的误差辨识和补偿方法,该方法以动平台参考点初始位置为标定坐标系原点,首先辨识并补偿主动臂回零转角误差．而后再辨识并补偿其它几何参数误差。实验结果验证了该方法的有效性。     

利用正交位移测量系统进行六自由度并联机构参数标定

为了简化六自由度并联机构的参数标定过程,提高标定效率,降低标定成本,提出了基于正交位移测量系统的位姿测量装置及方法.首先,研究了该装置的位姿解算方法,利用空间解析几何的方法,求解其运动学正解与逆解.其次,利用微小位移合成法,建立了并联机构及正交位移测量系统组合体的误差模型.然后,基于误差模型,构建了组合体参数误差辨识的...     

一个特殊3自由度并联机构的精度分析及标定

运动学标定是一种提高机器精度的有效方法。一个改进的误差分析和标定方法得到仿真验证,解决一个用做锻压操作机台虎钳的特殊3自由度并联机器的标定问题。通过建立运动学正解和逆解模型,得到机构的运动空间并对机构进行运动学精度分析,得到机构所有误差源对终端位姿误差的影响因子。结合零部件加工工艺性及精度分析的结果,确定需要标定的误差源,并利用直接微分法得到机构的雅可比矩阵。随机选点建立误差辨识矩阵对机构运动学参数进行标定辨识,Matlab仿真结果显示,经过1次运算得到的运动学参数误差的辨识值与真值之间的偏差小于5%,验证了针对这一特殊3自由度并联机器的精度分析和标定方法的有效性。     

基于无量纲化辨识雅可比矩阵选取测量位姿的Stewart并联机构运动学标定

运动学标定是提高并联机构精度的重要途径。采用与辨识雅可比矩阵相关的可观测性指标最大化的方法选择测量位姿,可以提高并联机构运动学标定对传感器测量噪声的鲁棒性。辨识雅可比矩阵是并联机构位移和姿态的函数,但位移和姿态对应的辨识雅可比矩阵中的元素的数量级不同,导致所选测量位姿的位移和姿态对测量噪音的鲁棒性不同。因此,本文提出先对辨识雅可比矩阵进行无量纲化,再通过可观测性指标选择测量位姿,保证位移和姿态对测量噪音具有相同的鲁棒性,进而提高标定精度。通过数值算例,3种测量噪音下该方法标定的结构参数精度相对于传统方法均有大幅提高,分别由1.007 5,0.100 9,0.010 1 mm提高到0.033 7,0.033 7,0.003 4 mm;该方法标定的位置精度相对于传统方法基本不变,但姿态精度有大幅提高,分别由0.015 2°,0.003 3°,0.000 15°提高到0.003 3°,0.000 3°,0.000 033°。以该方法选取的测量位姿对Stewart并联机构进行标定试验,标定前后位置和姿态的误差均值分别从2.321 mm和0.246°降至0.242 mm和0.025°,有效地提高了位姿精度。     

网络机构仿真虚拟可视化系统测量功能设计

对网络机构仿真虚拟可视化系统的测量功能的设计进行了研究,设计实现了通用的机构仿真可视化系统测量功能模块.详细阐述了构件测量流程设计;开发环境的特点;系统结构的设计;系统设计关键的构件测量点提示及其坐标数据处理方法.     

The Technique for Generating Structures of Manufacturing Operations for Equipment for a Drilling Group

The design automation problems of structures of manufacturing operations, which are implemented with the equipment of a drilling group, are investigated. It is stated that the level of automation of this design technique in modern systems of computer-aided design of manufacturing processes is insufficiently high because of the weak formalization of the processes of creative decisionmaking. The generation technique of the possible variants of structures of manufacturing operations is proposed, and the model in the form of a colored graph, which made it possible to formalize the design procedure, is developed. The working capacity and effectiveness of the proposed method that permits us to use it in the computer-aided planning of manufacturing processes to increase the effectiveness of manufacturing preproduction is confirmed.     

Criteria for efficiency and choice of materials for sliding supports accounting for lubricant properties

The authors discuss the criteria for sliding support efficiency and the influence of the structure of structural and lubricating materials on corresponding parameters. The application of active lubricants proved to be able to increase the load capacity as one of the parameters of efficiency.     

准双曲面齿轮刮削的计算

分析了准双曲面轮刮削加工计算中，刮削刀具参数的计算，所得结果可用于准双曲面齿轮刮削切齿的准确计算。     

Wave methods for modeling refractograms for diagnostics of gradients of phase inhomogeneity

A method for modeling refraction patterns of structured laser radiation propagating in optically inhomogeneous media was developed. Wave models of structured beams that simultaneously account for refraction and diffraction effects were used. Results of modeling refraction in gradient inhomogeneities using the Kirchhoff method and the spectral method are presented.     

印刷电路板微小钻头的刚性解析

在印刷电路板的微孔加工中,因钻头的直径很小,刚性较差,钻孔的出口与入口位置偏差过大,而影响微孔加工的精度。本文利用钻头不同位置不同方向的惯性矩和挠曲对其弯曲刚性进行解析。指出,在钻头螺旋槽的终点,惯性矩随螺旋槽的变化而急剧地变化,从而确定了钻头易折断的位置,得出螺旋槽终结处圆滑过渡可减小钻头挠曲的结论,并且在不考虑排屑及其他条件的情况下,由于增大螺旋角可以减小钻头挠曲的异向性,因此对提高钻头的刚性,保证微孔加工的位置精度也是有利的。     

汽车环面型无级变速器结构参数优化设计

在分析环面型无级变速器(Continuously variable transmission,CVT)的速比变化、接触参数基础上,提出以考虑环面半径最小和在整个传动比范围内平均传动效率最大为追求目标的多目标优化设计,并以膜厚比、接触强度以及不干涉等为约束条件,建立环面无级变速器结构参数优化设计数学模型.求解时,以多目标优化法中的乘除法建立评价函数,用Matlab软件中基于二次序列规划(Sequential quadratic programming,SQP)优化算法的Fmincon函数对优化数学模型进行求解.分析实例表明,优化后环面半径、环腔半径减小,CVT体积更小,结构更紧凑,传动效率明显提高.该优化设计方法能够有效提高环面型无级变速器的综合性能.     

轴承钻油孔夹具结构改进

通过对轴承钻油孔夹具结构的改进,使钻油孔夹具内径与外径定位兼备,扩大使用范围,降低制造成本。经生产验证,经济、实用、便于管理。     

隧道连续式洗车机实现快速化清洗的优化设计

与其他类型的全自动洗车机相比,隧道连续式洗车机最显著的特点就是快速、安全、高效率;其实现快速化的设计,是整套设备技术水平的核心,直接关系到洗车设备最终的清洗效率、效果及安全性。分析比较了隧道连续式洗车机满足快速化清洗的条件,以及顶刷及环绕侧刷系统的结构原理和控制方法。通过结构的优化和气动控制的应用,实现了快速清洗的要求,大幅提升了控制系统运行的可靠性和安全性。     

连杆轴瓦高度检测装置

连杆轴瓦高度检测装置的设计，主要是在一与连杆轴瓦配套的半圆柱底座上，配一套带锥面与球面垫圈的活动压板和带弹簧垫圈的固定压板，借助它们解决轴瓦在规定受压状态下的平行度、高度和贴合面百分比的检测问题，利用该装置可大大降低检测难度，提高工作效率。