三自由度并联包装机构静动态特性建模与分析

目的：针对一种可用于食品包装的三自由度HUU型并联机构,对其静动态特性进行研究。方法：先建立并联机构几何模型,再进行机构静动态刚度分析与计算,并基于Lagrange法确立机构动力学方程。将连接杆按照纯刚体进行动力学分析,并将支链连接杆件作柔性化处理进行刚柔耦合动力学分析。结果：并联包装机构沿空间垂直方向的静刚度值最大,薄弱环节位于连接杆与滑鞍以及动平台连接处。支链连接杆刚柔耦合效应使得滑鞍转向运动时加速度出现了突变情况,刚体模型与耦合模型其余运动评价指标分析结果基本一致。结论：优化并联包装机构可提高其运动性能。     

新型六自由度铆孔机器人刚度特性研究

针对高端制造业对大型、薄壁及复杂曲面工件的精密、高效和柔性加工的需求,课题组设计了一种基于6-SPU并联机构的新型步行式铆孔机器人。首先,建立了机构的位置逆解的数学模型;然后,通过螺旋理论推导出机构的雅可比矩阵,同时考虑支链的刚度系数,建立了机构的全刚度矩阵及刚度模型;最后,对机构在静载荷作用下动平台变形进行了分析,同时分析了机构的刚度特性分布及相关参数对其的影响,并和有限元仿真结果进行对比,验证了刚度模型的合理性。该研究为自动铆接机器人的结构优化及性能分析提供了参考依据。     

3-RPS柔性并联定位机构运动学分析与仿真

对具有空间三自由度的3-RPS柔性并联定位机构进行了运动学分析及仿真。首先,以3-RPS并联机构为基础,将机构中的运动副用柔性铰链代替,研制了一台具有三自由度的精密定位机构;其次采用"伪刚体模型"方法将该精密定位工作台等效为伪刚体模型,利用齐次坐标变换方法和矢量闭环方法构建其逆运动学模型;最后,利用软件RecurDyn进行仿真分析,测量出其位移与速度随时间的变化曲线进行验证。结果表明所建立的机构理论模型合理,且机构具有良好的运动学性能。     

基于ANSYS的穿鞋带机械手的结构优化

针对目前制鞋生产中穿鞋带工序存在的工作繁杂、生产效率低下等问题,设计了一款4自由度的新型工业机械手,其中包括穿鞋带机械手的结构与工作方式。基于静刚度理论探讨了静刚度对机械手工作精度的影响。利用SolidWorks软件对穿鞋带机械手造型,并将其导入ANSYS软件进行分析,进而对其不合理机构进行了优化设计。优化后的机械手静刚度增加、弹性变形减小、质量减轻,提高了其工作精度,运动更加灵活,整体力学性能也得到显著改善。     

基于ANSYS Workbench的木工高速电主轴静态特性分析

高速电主轴是高速加工系统中最重要的部件之一,对于加工系统的精度、机床的可靠性等有直接影响,必须在设计阶段对其静态特性进行研究。本文基于有限元分析软件ANSYS Workbench对高速电主轴静刚度进行了分析。通过研究主轴单元变形的理论模型,应用ANSYS Workbench软件对影响其静态性能的主要因素进行了分析,并针对所设计的电主轴的静刚度进行了验证,满足设计要求。     

剑杆织机柔性从动件共轭凸轮打纬机构动力学分析

针对剑杆织机共轭凸轮打纬机构因自身振动造成筘座角加速度偏差大,降低织造的质量,缩短共轭凸轮寿命的问题,对共轭凸轮打纬机构进行合理化简化后,采用Rayleigh-Ritz法对柔性从动件进行离散化处理,基于Lagrange方程建立了剑杆织机柔性从动件共轭凸轮打纬机构的动力学方程。运用Mat Lab软件对柔性从动件共轭凸轮打纬机构进行了动力学仿真分析,在仿真过程中通过改变打纬机构的结构参数探索减小打纬机构振动的方法。仿真结果表明,打纬机构在高速运动过程中柔性从动件产生的横向振动会导致筘座角加速度波动明显,提出了通过减小筘座脚质量来减小筘座角加速度偏差和机构振动的方法。     

地铁铝合金车体静强度分析以及底架横梁尺寸优化

车体的静强度分析是分析车体性能不可或缺的一部分,静强度分析能够清晰的得出车体在各个工况下应力的分布情况。文章以某地铁铝合金中间车的底架为研究对象,利用Hyper Mesh软件建立了该车体结构的有限元模型。借鉴了国内外的地铁车辆技术标准确定了载荷工况,基于该铝合金中间车车体的结构特点,对车体的底架横梁部分进行尺寸优化,对优化之后的车体静强度以及刚度进行了计算和校验,计算结果均符合材料以及设计要求,在保证车体静强度和刚度符合条件的同时,改进了底架横梁的尺寸,减小了车体的质量,与原车体底架横梁质量相比减小了20.89kg。     

冲齿机主轴的静态特性与模态分析

用Solidworks软件中的Simulation有限元分析软件对冲齿机的主轴进行了静刚度分析和模态分析,给出了与实际加工条件相适应的主轴约束和载荷分布,得出主轴应力分布、变形、主轴刚度情况及5阶振动频率。分析结果表明：主轴径向最大变形为9.893μm,主轴径向刚度Kr为54.7 N/μm;主轴一阶振动时的临界转速为2...     

TK13250E数控转台立卧式安装下静刚度优化

针对TK13250E数控转台在不同安装方式下,因静刚度的波动而影响加工精度与表面质量的问题,提出了转台的静刚度优化分析方案。利用ABAQUS有限元软件,分析了立、卧式安装方式下的静刚度状况,研究了不同半径下轴向、径向刚度与工作台的非线性关系。采用工作台面的轴向、径向刚度的数学期望为评判标准,筛选出高于期望的工作区域,在所选区域进行加工操作分析,得出了此区域的刚度波动较于其他区域显著减小,有利于提高零件的加工质量。该研究方法对于转台的早期设计和优化有着重要的工程应用价值。     

六自由度并联机构的误差分布研究

针对制造和安装误差对并联机构末端位姿精度的影响问题,以六自由度Stewart并联机构为研究对象,在建立运动学正解一阶误差模型的基础上,结合泰勒展开式推导出Stewart并联机构末端的位置和方向误差与驱动器不同长度变化之间非线性关系式;并用MATLAB软件仿真分析结构参数误差存在的条件下,工作空间中六自由度Stewart并联机构末端位姿误差的分布情况。分析结果表明:不同位姿下,位姿误差存在差异;在x轴正方向上,位姿体积误差的变化规律具有一致性,均随x轴正方向的移动而逐渐增大;同时位置体积误差的变化幅值远大于姿态体积误差的变化幅值,并且最大位姿误差出现在可达工作空间边缘的顶部位置。研究结果为该并联机构后续进行精度综合及误差补偿提供参考依据。     

新型二自由度移动并联机构设计

针对工业设备快速抓取物件的需求,基于并联机构具有的优点,提出了一种二自由度可快速移动的并联机构。对该机构的运动学进行分析研究,创建该平面二自由度的运动学模型,利用勾股定理推算出该机构的正反解,继而得到雅克比矩阵。最后利用杆件约束等条件得到该机构的工作空间。通过SolidWorks和MATLAB仿真软件求正反解验证了设计的正确性。该并联机构的横向位移较大,满足设计要求。     

结构件三自由度静刚度测试系统

在传统万能试验机的基础上,加入3方向加载的机构,实现了复杂结构件三自由度静刚度测试.具备计算机全程数据采集、软件自动测试及计算各方向刚度值的功能.提高了测试效率.实验和实践应用表明,该测试系统实际测试结果与理论计算结果吻合,重复性好.有较好的测试精度和工程应用价值.     

基于ANSYS WORKBENCH某型数控铣床横梁静模态分析

利用ANSYS WORKBENCH软件对某型数控铣床横梁进行静刚度分析和模态分析,验证横梁在最大受力工况下的总体形变量,弹性形变量和固有频率,最大振幅、振型,借此判断横梁设计的合理性。     

四自由度并联机器人运动学分析

针对我国食品生产与包装的实际情况,基于并联机器人、机器视觉等先进技术,构建面向食品生产与包装的高速并联机器人分装系统。充分考虑机构的几何特性,建立了新型四自由度并联机构的分析模型,推导了并联机构反解的显式解,建立了机构正解Newton-Raphson迭代求取算法。该方案可为并联机器人分装系统的实时控制提供理论基础。     

基于ADAMS软件的Tricept并联机构动力学仿真分析

随着信息技术的不断发展,人们对应用机械动力学仿真软件的开发越来越关注,本文主要阐述了当前在这种仿真软件ADAMS的基础上建立的一种并联机构的动力学仿真模型的相关内容,供大家参考。     

一种用于种子分选机的高速并联机械手

针对种子分选机执行机构速度快、负载低的工作特点,设计出一种高速小型的并联机械手作为种子分选机的执行机构;采用SolidWorks和MATLAB软件联合仿真技术,建立机械手完整的仿真模型,采用全域性能指标对并联机构进行优化设计;结果显示,在机械手工作范围内的雅克比矩阵的条件数较小,波动平稳,机械手的运动学性能和传动性能均好。研究结果对机械手样机的建立以及控制方法有一定的参考价值。     

弹性连杆对平行打纬机构前死心位置的影响

随着织机转速提高，共轭凸轮与四连杆组合的平行式打纬机构中的连杆构件会在惯性载荷的作用下变形加大，从而导致钢筘前死心位置与理想位置产生偏差，影响打纬精度。针对该问题采用虚拟仿真与实验结合的方法对机构进行研究，建立了平行打纬机构柔性连杆下的动力学模型，并运用ADAMS软件进行仿真，探究不同凸轮转速和连杆不同材料对钢筘前死心位置的影响，同时搭建实验平台对仿真结论进行验证。结果表明：凸轮转速对钢筘前死心位置的影响是非线性的，凸轮转速在180 r/min以内钢筘的前死心位置稳定且偏差值较小。弹性连杆构件选用比刚度更大的材料有助于减小钢筘前死心位置偏差。研究结果可为高速共轭凸轮平行打纬机构的设计和优化提供参考。     

6-UPS钢带并联机器人的位置分析及其仿真

研究了一种具有三角形平台的6-UPS钢带并联机器人机构。证明了该机构在初始位置和一般情况时。机构做三维平动。运用解析几何中的坐标变换和投影。得出一种有效求解位置反解的新方法,通过MATLAB软件对该方法进行了仿真和验证。6-UPS钢带并联机器人作为并联机器人的一种新的结构形式,其操作灵活性和运动性能都有较大的改善。该机构可应用于狭窄管道和深孔中的移动检测作业、水果的自动采摘等方面。     

颗粒阻塞变刚度可折叠柔性臂设计

针对折纸结构存在的刚度恒定不变及刚度不足难题,基于折纸结构和颗粒阻塞原理,笔者提出一种质量小、惯量低、刚度调节范围宽、空间折展比大、制作成本低的变刚度可折叠柔性操作臂。首先,设计了由多个折叠柔性单元串联而成的折叠柔性臂的三维结构方案;提出基于颗粒阻塞原理的折叠柔性臂的刚度调节方法,完成了柔性臂变刚度系统方案设计;提出电机驱动、绳索传动的折叠柔性臂驱动方案,以实现柔性臂的位姿变换;最后,完成变刚度折叠柔性臂的样机制作和弯曲变形实验、刚度测试实验测试。样机实验测试结果表明：所提出颗粒阻塞变刚度可折叠柔性臂的弯曲实验结果与运动学模型、刚度模型的理论计算结果较为一致,验证了该变刚度柔性臂的设计方案的正确性。     

基于ANSYS Workbench的环锭细纱机机架材料研究

为提高环锭细纱机性能,减少环境污染,采用有限元分析软件ANSYS Workbench对HT200及Q235A两种材料机架进行刚度及振动仿真分析,通过其不同静压力下的变形量比较和模态分析,说明钢墙板机架刚度稍优于铸铁墙板机架,而振动则不及铸铁墙板机架,但也能满足要求,从而证实环锭细纱机机架墙板采用Q235A钢板是可行的.