基于CAE分析的机械结构优化设计

在机械结构设计过程中,减轻重量、提高可靠性、降低制造成本己经成为产品设计过程中的重要设计主题。利用CAE技术对结构进行刚度、强度和动力学特性进行分析,寻找影响结构性能的结构特征与结构参数。开展结构特征、参数对结构性能和灵敏度的影响是实现机械结构优化设计的重要手段和方法。以拱桥加固中的桁架为研究对象,利用CAE技术分析桁架在各个工况下的应力、变形及其分布规律,根据分析结果提出满足结构刚、强度要求的较优结构。     

关于机械手臂夹持开合机构的优化设计

随着半导体行业的发展,全自动湿制程清洗设备面临更新换代。在迭代过程中存在不同规格晶舟共用机械手臂的情况,这对机械手臂夹持机构提出了更高的适应性需求。鉴于此,对机械手臂夹持机构进行了优化设计,采用电动滑台驱动引导块,利用引导沟槽将直线行程转化为摇臂旋转,配合PLC及光电传感器对电动滑台的行程进行控制,实现末端夹持机构对不同规格晶舟夹持的自动适应性切换,解决了电机驱动方案夹持不对称及气缸驱动方案开合度单一的问题。通过建立夹持开合机构的优化模型,进行实验验证分析,确定了设计理论的有效性及准确性,为持续性优化提供了参考。     

基于DSP的机械手臂舵机控制系统

基于无刷直流电机的机械手臂舵机控制系统设计,硬件以DSP芯片TMS320F2812为处理器,手臂由4个关节舵机及其支撑连接杆组成,通过位置传感器实现位置信号的采集与反馈,实现对舵机运动角度的精确闭环控制,从而实现机械手臂4自由度旋转控制.系统的软件包括DSP2812主控程序、初始化程序、A/D信号采集程序、误差计算及控制算法实现程序,以及PWM占空比计算及分配程序.操作者能通过上位机输入指令控制机械手的运行.     

机械结构分析与优化设计

伴随着经济全球化的发展,现代机械制造行业若想占据未来的市场,需要对机械结构进行分析与优化设计。传统的优化方法有形状优化、尺寸优化和拓扑优化。随着优化算法的创新发展,它又衍生出许多新的优化设计方法。与传统的设计概念相比,现代机械设计理论和优化方法在提高优化效率和求解精度方面具有显著优势。文章将介绍常用的传统优化设计方法和现代设计理论方法,对其进行对比分析,并结合今后的发展进行思考与总结。     

LIN总线通信在机械手臂的实现

介绍了汽车网络系统A类串行总线通信标准LIN协议2．0版本，设计了总线节点的硬件，并将LIN总线运用到机械手臂，实现了LIN总线的通信。     

五自由度康复机械手臂的设计

在对现有上肢康复设备和上肢康复治疗分析的基础上，设计研究了一种五自由度康复机械手臂，给出了各部分工作原理及运动特性，对主要部件的承载能力进行了验算，设计选择了驱动系统。对机械臂进行了动力学仿真．证明了该设计可以满足预设动作要求，提高人体康复进程。     

机械结构优化设计发展应用综述

随着计算机技术的飞速发展和数值计算方法的广泛应用,工程设计领域在设计方法和技术创新方面有了巨大的发展和进步。这也大大推动了现代工程领域的技术进步和创新。优化设计就是其中发展最快的设计方法之一。     

基于蚂蚁算法的机械结构优化设计

蚂蚁算法是近年来出现的仿生优化方法,该算法所具有的正反馈性、协同性及隐合并行性,使之成为一种具有广阔应用前景的优化算法。本文首先介绍了蚂蚁算法的基本原理及其编程方法,接着分别用五杆超静定桁架结构和齿轮减速器结构的优化问题对该算法进行考核。求解结果经与其它优化算法相对比,证实蚂蚁算法在求解机械结构优化问题上也可以获得较为满意的效果。     

试论机械结构动态优化设计及其相关技术

从机械结构动态优化设计的应用概况出发,重点对相关设计技术进行了分析与总结。     

康复用多自由度假肢大臂外摆机构的优化设计

康复用6自由度机器人型假肢的大臂外摆机构采用直线电机驱动。为得到其合理的安装结构形式,在充分考虑安装空间,传动效率以及假肢大臂的重量和运动范围等多方面因素前提下,采用了优化设计方法。建立起结构的运动数学模型,确定了设计变量,设计约束以及其目标函数,然后编制了MATLAB优化程序,采用最优化理论中的复合型算法求得本结构的综合最优解。最后根据优化结果编制了仿真程序,输出了运动仿真图形,证明了设计的合理性。     

弹性机械臂防振控制器设计

在建立弹性机械臂微分方程的基础上,引入状态变量,得到其状态空间方程。用MATLAB计算其极点,根据极点的位置采用相应的控制器,使它具有较快的响应速度,并且不引起振动。     

基于MATLAB的最终传动的优化设计

介绍以MATLAB的优化工具箱求解最终传动装置用渐开线圆柱齿轮主要参数最优解的方法，并以实例说明本方法的精确性和高效性。     

注塑机双肘杆锁模机构的优化设计

推导了双曲肘合模机构行程比和力的放大比与肘杆尺寸及肘杆轴线夹角的关系公式,并应用MATLAB优化模块探讨了肘杆机构的尺寸优化问题.所取得的满意解明显优于现行设计.为实际工程设计方案的选择提供了依据.     

一种臂载式多功能机械手臂的设计

目前,基于臂载的个性化逃生救援机械产品尚无研究和开发.首先根据复杂多样的实际情况,确定出臂载式多功能机械手臂应具备的功能和实现诖功能所需的机构和装置;然后对总体结构和主要零部件进行二维设计和三维建模;最终综合考虑各方面因素,设计出集绳索式仿生机械抓手优点的臂载式多功能机械手臂.该臂载式多功能机械手臂可用于地震和火灾等突发性灾难中的自救、求救或救援工作.     

一重载高速机械臂的结构与控制同时设计

拟订了机械臂的工作原理,建立了机械臂的受控动力学方程,运用优化算法设计了PD控制器的增益,计算了机械臂在不同角度下的刚体动力学响应。为了确定合理的机械臂截面尺寸,运用有限元法建立了机械臂的弹性动力学方程,求解了不同截面尺寸下的机械臂弹性动力响应,评价了机械臂的弹性振动。实践证明,所确定的机械和控制设计方案满足设计要求。     

可重构空间故障容错机械臂设计

从机械臂运动学的角度,定义了故障容错机械臂、故障容错机械臂的阶、通用故障容错机械臂和特定任务故障容错机械臂,论证了通过运动学关节冗余也同样可以提高机械臂系统的可靠性,故障容错机械臂所应该具备的自由度数,以及针对不同的任务要求,设计故障容错机械臂的方法。通过将任务空间抽象简化为一系列的特征点,建立机械臂参数与理想值相关的罚函数,选择有效的优化算法,设计出了通用一阶故障容错平面位置机械臂,通用一阶故障容错空间位置机械臂,以及特定任务一阶故障容错平面位置机械臂,建立起完整的故障容错机械臂的设计方法。     

基于MATLAB的弹簧优化设计

针对传统方法设计弹簧,时间长,工作量大,而且设计结果不一定是最优的的情况。建立圆柱螺旋弹簧优化设计的数学模型,将弹簧的基本结构参数作为设计变量,轻量化作为目标函数,强度、刚度、空间尺寸等要求作为设计约束条件,运用MATLAB编制弹簧优化设计程序,方便快速计算出了符合设计要求且重量最轻的弹簧。     

基于PLC的气动机械手的改装设计

介绍了FP0-C32TPLC及FP0-E16RS扩展模块控制的气动机械手的结构、实现功能;完成了气动系统、PLC系统、直流电机控制电路的设计;给出了步进电动机的实用控制程序.气动机械手在很多高等学校已广泛推广应用,对于广大教师、学生、工程技术人员研究机械手控制技术起到了极大的帮助作用.     

机械臂中柔性行星齿轮的设计

针对带刚性连接挠性接头、以柔性行星齿轮驱动的工业机械臂,提出了一种新的建模和计算方法.由于接头的灵活性,工作中很容易产生共振,经常导致机械臂运行轨迹产生偏差,为此本文研究了一个以挠性接头连接刚体的N级连接工业机械臂模型,该模型以永磁直流伺服电机和柔性行星齿轮进行驱动.在机械臂动态模型设计过程中,充分考虑了齿轮的周期和齿轮刚度,并以两级工业机械臂为例,仿真了带挠性接头、以行星齿轮驱动的动态机械臂模型.