齿轮-五杆机构连杆曲线形状的全参数特性研究

分析了齿轮—五杆机构能整周转动的条件及其机构的类型，编制了该组合机构可变全参数的机构运动及其连杆曲线动画仿真显示系统。基于这一系统，研究了齿轮—五杆机构的连杆曲线形状随机构结构尺寸参数和传动比参数变化的规律及其混沌现象，为齿轮—五杆机构的轨迹综合提供了可参考的依据。     

用谐波理论和快速傅立叶变换进行五杆机构的轨迹综合

从谐波理论的角度出发,采用平面曲线的快速傅立叶变换,可得到由谐波成分表示的任意五杆机构连杆轨迹的数学描述;应用归一化处理,可将形状、大小、方位、偏移各异的连杆曲线统一到相同的机构特征参数下,从而揭示出各类曲线与机构尺寸型及两输入构件初始角度之间的内在联系。本文首次提出了求解实际机构各参数的数学公式,使利用各种驱动类型和不同定传动比的五杆机构特征参数数值图谱进行五杆机构轨迹综合更为有效。     

多直线导向机构的综合方法

本文利用类四杆五杆机构连杆曲线的变化规律，建立了多直线导向机构综合的作图逼近法和近似解析法，讨论了类四杆五杆多直线导向机构直线段参数的确定方法。     

混合驱动五杆机构控制方法的实验研究

应用封闭矢量法对已知尺寸和输出轨迹的混合驱动五杆机构进行了逆运动学分析,得出机构两原动件的输入运动规律。在确定恒转速原动件运动规律基础上,计算机构经过相临轨迹点的时间,给出了伺服电机的运动规律。并对混合驱动五杆机构连杆角速度的控制进行了实验研究,得到在不同PID参数下连杆角速度的实测值。结果表明:根据给定轨迹,设计机构输入规律,应用控制方法对混合驱动机构进行控制,机构输出构件的角速度误差较小。     

平面六杆机构电子图谱库的构建

六杆机构作为一种混合驱动机构,可以实现各种复杂的连杆曲线。针对目前实现期望轨迹优化六杆机构时初值难选,有时难于收敛,传统图谱查询效率低,过程烦琐,识别精度低等难题,基于数学形态学形状谱提取轨迹参数,构建了六杆机构的电子图谱库,实现了期望轨迹的准确快速查询,为实现期望轨迹的机构设计提供了技术手段。     

对称五杆机构连杆曲线的对称性研究

利用matlab建立仿真模型,对对称五杆机构连杆曲线具有的特殊性质进行研究,发现在一定条件下该机构的连杆曲线具有对称性,并对这一特性进行深入分析与证明,为对称五杆机构连杆曲线图谱的建立和机构优化综合提供理论依据。     

对称五杆机构连杆曲线的特性研究

对称五杆机构作为一种具有特殊结构尺寸的五杆机构,在机械设计中有着广泛的应用,掌握其连杆曲线具有的特殊性质是对机构进行设计应用的前题。利用Matlab6.5语言建立仿真模型,对对称五杆机构连杆曲线具有的特殊性质进行研究,发现在一定条件下该机构的连杆曲线具有稳定性、相似性、对称性等特殊性质,并对这些特性进行深入分析,为对称五杆机构连杆曲线变化规律及曲线分类研究、特征电子图谱的建立和机构优化综合时初值确定提供理论依据。     

变杆长参数化四杆机构的运动学仿真

基于商用软件平台ADAMS,采用参数驱动技术创建了铰链四杆机构的运动学仿真模型和相应的人机操作界面,通过建模和运动学仿真,方便快捷地绘制了精确的四连杆机构分析图谱,实现了铰链四杆机构连杆曲线图谱的绘制功能,从而为四杆机构设计提供了准确的设计数据.该研究成果对于四杆机构运动轨迹选型和尺度综合具有一定的工程指导意义和应用价...     

四杆直线导向机构综合新方法的研究

提出了四杆直线导向机构综合的数值比较法,运用鲍尔点附近的连杆曲线以３阶精度逼近给定的直线,建立起了连杆曲线中具有直线段的四杆机构数据库。将给定的直线段条件与数据库中的参数进行比较,即可得到一系列满意的四杆直线导向机构。该数值比较法解决了四杆直线导向机构综合的难题。应用该方法编制了一套四杆直线导向机构综合的设计软件,对单、双直线导向机构进行了综合与仿真,实现了导路上无摩擦、磨损的四杆直线导向机构综合的自动化与可视化,大大缩短了设计周期。     

混合驱动五杆机构实现给定轨迹的参数优化设计

在混合驱动五杆机构运动学分析的基础上,以机构输出轨迹偏差最小为目标函数,结合双曲柄的存在条件建立了实现给定轨迹的优化设计数学模型,通过对一个示例优化设计得到了混合驱动五杆机构的尺寸参数和伺服电机的输入转角函数。     

混合驱动平面五连杆机构优化设计与迭代学习控制

对混合驱动平面五连杆机构进行了优化设计和轨迹跟踪迭代学习控制研究.首先,以伺服电机角加速度波动最小为目标函数,应用遗传算法对混合驱动平面五连杆机构参数进行优化设计;其次,对混合驱动平面五连杆机构进行轨迹跟踪指数变增益D型和闭环PD型迭代学习控制研究;最后,结合实例进行混合驱动平面五连杆机构轨迹跟踪数值仿真.结果表明,迭...     

混合驱动平面五杆并联机构的工作空间研究

针对混合驱动平面五杆并联机构,首先,基于杆件封闭矢量方程,推导出机构工作点(x,y)与常速电机、伺服电机不同组合的转角输入的关系。其次,在机构符合混合驱动平面五杆机构构型的前提下,根据上面推导出的关系计算出工作点坐标,从而高效、精确地定位工作点。此外,应用Matlab软件编程实现了同一混合驱动下机构工作点不同装配角度α时的工作空间,直观地表达了工作点所能达到的范围。最后,考虑到无法避免机构构件的制造与装配误差,运用原始误差独立作用原理,定量地推导出误差对工作空间的影响,具有一定的实际意义。     

混合驱动五杆机构的构型和连杆曲线变化规律的研究

从分析平面五杆机构的相对杆长关系入手 ,给出了平面五杆机构可装配条件及五杆机构中周转副存在的充要条件 ,并据此对平面五杆机构的构型进行了分析 ,得出了平面五杆机构中无条件三曲柄、无条件双曲柄、曲柄摇杆机构、双摇杆机构存在的条件 ;并借助于计算机机构仿真的方法 ,研究了双曲柄混合输入五杆机构的连杆曲线随机构尺寸参数和运动参数变化的新规律。     

混合驱动柔索并联机器人的设计与分析

为了使柔索并联机器人高效率、大负载、高性能的运动输出,根据并联机器人机构结构综合理论,设计一种新型混合驱动柔索并联机器人机构,给出机构虚拟样机模型,该机构通过混合驱动平面五连杆并联机构驱动柔索牵引末端执行器完成期望轨迹跟踪运动。基于牛顿—欧拉方法,建立混合驱动柔索并联机器人系统的动力学方程,结合实例进行力学分析和数值仿真。结果表明,混合驱动柔索并联机器人机构设计合理,数学模型正确,为混合驱动柔索并联机器人物理样机设计制造和控制系统的设计提供了理论依据。     

Error modeling and sensitivity analysis of a hybrid-driven based cable parallel manipulator

This paper deals with the error modeling and sensitivity analysis of a hybrid-driven based cable parallel manipulator (HDCPM). The HDCPM has the advantages of both cable parallel manipulator and hybrid-driven planar five-bar mechanism. Kinematics analysis and error modeling are performed based on closed loop vector conditions and direct differential method. The error model derived for the proposed HDCPM has the ability to account for the original errors from kinematics parameters. In addition, the sensitivity analysis is also carried out to investigate the effects of 36 error sources of kinematics parameters on the end-effector of the HDCPM. A detailed example of the sensitivity of the end-effector's position coordinates for the HDCPM is presented in order to demonstrate the validity of the error modeling and sensitivity analysis developed.     

基于遗传算法的混合驱动铰链五杆机构的优化综合

在对铰链五杆机构进行正运动学及动态静力分析的基础上,采用遗传算法,分两步完成了精确实现给定轨迹且具有较好动力性能的混合驱动铰链五杆机构的优化综合。第一步:在假定伺服电机与常规电机匀速转动的前提下,进行五杆机构的尺度综合;第二步:保证第一步所得机构尺度参数不变,兼顾伺服电机的功率最小,运用Bezier曲线拟合伺服电机的运动规律,进行伺服电机动力性能的优化综合。给出的优化综合实例表明了该方法的有效性。     

混合驱动五杆机构的轨迹特性研究

混合驱动五杆机构的轨迹特性体现它的柔性能力。首先分析不同柔性工作空间的混合驱动五杆机构轨迹设计的准则，然后分析混合驱动五杆机械轨迹的局部点设计准则，提出轨迹局部点的特性。根据这些特性，进一步分析在整个轨迹设计的范围内，轨迹的变化率的可行域，为混合驱动五杆机构的轨迹设计提供重要的设计约束。最后，给出设计算例验证本文理论的正确性。     

含变自由度力自适应复位组合柔顺副的汽车门锁机构

基于提出的新型变自由度组合柔顺副,构建了具有奇异位置运动确定和力适应复位特征的变自由度柔顺五杆机构。根据不同驱动方式和不同限位边界,该柔顺机构可实现铰链四杆机构、平面五杆机构、曲柄摇块机构和摆动导杆机构4种运动模式及模式间切换。为了单驱动实现电动开启、电动保险,新型柔顺机构构造的电动开启支链通过多运动模式完成汽车门锁的多工况确定运动及复位运动。各工况下柔顺副扭簧中心槽内的漂移量作为机构柔顺适应性指标,可衡量柔顺支链与其他支链的运动兼容性。     

Optimization of parameters for specified path generation using an atlas of coupler curves of geared five-bar linkages

An atlas containing 732 coupler curves traced by the symmetric geared five-bar linkage has been drawn by the authors. Gear ratios of +1, −1, +2, −2, have been used. The data are presented either six or twelve curves to a page, arranged in axonometric projection to illustrate the envelope of a family of curves of that particular linkage geometry as the gearset phase angle isvaried. Dots on the curve represent uniform intervals of input crank angular displacement in order to provide coupler point velocity information. Other curves for parameters lying between those illustrated can be visually interpolated. Optimization techniques can be applied to modify the geometrics of a linkage parameters selected from the atlas as an approximate solution to the path motion desired. The origincurves are drawn on 11 × 17 sheets in four colors with a Benson-Varian xy plotter. Optimization algorithms are then used in conjunction with the atlas of linkage coupler curves to refine an initial selection of a desired motion path to achieve a particular motion with minimum deviation. The geared five-bar linkage is used as an example and a straight line generator is designed with less than 1% position error.     

混合驱动机构研究进展与发展趋势

混合驱动机构是可控机构的一种,其适度柔性以及降低驱动与控制成本的特性与优势使其成为现代机构学的重要研究分支之一。随着对混合驱动机构研究的深入,混合驱动机构理论和应用也不断地发展和创新。对现有的研究成果加以分析和总结将有利于促进混合驱动机构理论和应用的进一步发展。分析混合驱动机构的内涵,分别论述双自由度和多自由度混合驱动机构的研究进展,主要包括:混合驱动机构的构型设计与可动性、混合驱动机构的轨迹特征、混合驱动机构的运动学、混合驱动机构的动力学及混合驱动机构的应用等方面的研究进展。提出混合驱动机构研究的关键问题,总结了混合驱动机构的未来发展趋势。研究成果对拓展混合驱动机构的设计空间、开辟混合驱动机构新的应用领域具有重要意义。