平面机构尺度分类的复形剖分方法

以位置约束方程奇异性条件和结构参数空间复形剖分方法为基础,研究了平面机构尺度分类问题.首先由机构位置方程的奇异性导出机构的尺度分类条件;然后研究结构参数空间的复形剖分方法,并讨论了其复形特性与机构类型的关系;最后是分析实例.研究表明该方法是完备的,包含了机构尺度类型全部信息,很适合用计算机处理复杂机构的尺度分类.     

基于凸包剖分的平面机构尺度分类方法

以平面机构位置约束方程奇异性条件和结构参数空间凸包复形剖分方法为基础,研究平面机构尺度分类问题.由机构位置方程的奇异性导出机构的尺度分类条件,并讨论分类条件的一般特性.讨论结构参数空间的凸包复形表示和剖分方法,并研究凸包复形的特性与机构类型的一般关系.讨论凸包复形剖分的一般流程,进行计算机实例分析验证.研究表明,所提出的方法具有明显优势:一方面凸包复形的剖分结果包含了机构尺度类型的完整信息,可依据拓扑结构获得不同尺度类型机构的转换关系;另一方面凸包复形和单形的Carathéodory表示方法有利于机构的尺度确定.所提方法也较适合采用计算机处理复杂机构的尺度分类问题.     

平面单自由度多环机构传递特性评价

基于Assur杆组理论,分析平面单自由度多环机构的结构特征,根据Assur杆组与机构输入和输出构件之间的拓扑关系给出平面单自由度多环机构的一般化描述方法。在此基础上,采用螺旋理论的虚系数概念,定义Assur杆组的传递特性,根据杆组之间连接方式构建出平面单自由度多环机构的整体传递特性指标。以一种凸轮连杆机构为例进行传递特性分析,该种方法与机构的实际工作状态密切相关,验证了传递特性指标的有效性。     

平面五杆机构的尺度分析

首次提出无条件曲柄和有条件曲柄的概念 ,研究了五杆机构曲柄存在条件与驱动构件运动规律之间的关系 ,给出了确定输入运动规律下和任意输入运动规律下的单曲柄、双曲柄存在的条件 ,这些曲柄存在条件对于研究可控五杆机构具有重要的意义     

基于多尺度特征的管道环焊缝定位方法研究

环焊缝是管道检测数据分析的重要参照物,可用于修正里程轮的累积误差,因此,标定环焊缝是管道漏磁内检测数据分析的必要环节。本文结合漏磁数据的特征和环焊缝在管壁上的空间分布特征,提出一种具有多尺度感受野的轻量化卷积神经网络模型。模型利用具有单传感器感受野的轴向一维卷积和具有周向全局感受野的周向环形卷积,使得环焊缝特征得到了有效提取。借鉴标签平滑的思想,对样本标签进行了增广设计。此外,对损失函数、激活函数也进行了优化设计,最终实现对环焊缝的智能定位。最后,从多种管径的在役管道检测数据中收集了5 676个样本,对模型进行了训练和评估。实验结果显示,模型具有较好收敛稳定性,在测试集上的精度达到了93.90%,召回率达到了94.79%。此外,利用未参与模型训练的Φ610管道漏磁内检测数据,对模型进行了应用测试,模型同样表现出了较好的鲁棒性,其F1值达到了0.93,说明模型具有较好的泛化能力,具备一定的工程应用价值。     

平面多杆机构的平衡性能研究

本文应用质量动替代法，采用质量分布和附加齿轮机构与凸轮弹簧机构，以Ｓｔｅｐｈｅｎｓｏｎ型六杆机构为例对平面多杆机的摆动力，摆动力矩和输入扭矩进行了完全平衡。     

基于数理逻辑的空间多环机构型综合方法研究

正项目负责人:郭盛(E-mail:shguo@bjtu.edu.cn)依托单位:北京交通大学项目批准号:510750251.项目简介本项目以数理逻辑为主要数学工具,研究和开发针对空间多环机构型综合设计的新方法,从而提出一套适合此类新型机构的表示方法和综合理论体系。由于空间多环机构的复杂性,使其难以实现系统的结构表达和综合设计方法。本研究首次将     

基于Lagrange方法的平面双摆机构多体动力学研究

详细叙述了Lagrange方法的理论体系;针对一种平面双摆机构进行了动力学分析,采用Lagrange方法建立动力学模型;结合纽马克法,用VC++编制了自动建立平面双摆机构动力学模型的计算机程序,通过MATLAB软件模拟了平面双摆机构模型微振动时旋转角位移的动力学响应情况;从而为这种机构动力学特性的深入分析和结构优化设计提供了参考.     

平面多杆机构杆组自动生成方法

阿苏尔杆组理论指出,通过对不同运动链选取不同的机架和原动件,能够得到各种可能的阿苏尔杆组与机构构型。基于这一理论提出一种阿苏尔杆组的自动生成方法。针对杆组的结构特点,提出简单易行的杆组同构判别方法,该判别方法也适用于平面多杆机构运动链的同构判别。联合应用运动链的邻接矩阵与关联矩阵,使得自动生成算法与计算机编程相结合,实现了平面多杆机构杆组的自动生成。该自动生成机构杆组的方法理论简单,编程可操作性强,能够实现多杆运动链在构成机构时杆组的准确快速的拆分。该方法将杆组的拆分过程与由杆组搭接形成机构的过程相联系,对拆分得到的所有杆组与机构构型进行同构判别,得到了六杆以内的13种杆组,以及由八杆运动链构成的153种机构。     

基于遗传算法的平面运动并联机构尺度综合

针对混联运动机床开发中所采用的二自由度平面运动并联机构部分进行了深入的研究,介绍了该平面运动并联机构的组成,推导了并联机构的运动学正、逆解求解公式,并给出了速度雅可比矩阵,以雅可比矩阵条件数的倒数作为灵巧度的标准并采用全域综合灵巧度的评价方法,基于遗传算法对该机构的结构参数进行了优化,为该机构的设计开发奠定了基础。     

平面并联机构的自适应控制方法研究

针对并联机构的动力学模型有很强的非线性,模型参数不易获得,基于运动学的控制或PID闭环控制方法适应性差、精度低的不足,提出了一种以计算力矩结构为基础的改进的自适应控制方法,利用驱动铰的理想值进行逆动力学计算,在驱动空间上计算反馈力矩。在分析一个平面冗余链并联机构的动力学模型后,给出了几种算法的对比实验结果,实验结果表明,所提出方法能获得更小的跟踪误差,具有更好的适应性。     

基于小波变换的平面四杆机构函数尺度综合研究

提出并解决了利用小波变换通过模糊识别进行平面四杆机构函数尺度综合的计算和方法。首先应用小波变换将给定函数转化为基准小波特征参数,然后将设计机构类型的尺寸型的输出函数转化为小波特征参数,通过模糊识别选择机构的尺寸并算出对应的结构误差,以此确定在给定区间内近似实现给定函数的四杆机构。给出的算例说明了该方法的有效性与优点。     

多环闭链可展机构尺寸调整方法

由于存在加工误差等因素,可展机构各连杆实际加工长度与理论计算长度往往不同,需要在装配时对其调整。多环闭链可展机构具有闭环多、环约束互相耦合、参数关系复杂等特点。为解决在尺寸调整时存在的高非线性、强耦合等问题,以均方根形式定义多环闭链机构的综合调整量,并以调整结构势能最小作为目标函数,推导出多环闭链可展机构尺寸调整的基本数学模型。根据实际调整方式,提出单向调整和双向调整两种计算模型。在此基础上,对多构态下多环闭链可展机构的尺寸调整方法进行研究。通过算例对上述方法和模型进行验证。结果表明,利用该方法得到的调整结果能满足可展机构多构态、多约束、多种调整方式的要求。研究成果有助于降低多环闭链可展机构的装配和加工难度。     

一种平面微型并联机器人机构的尺度设计

讨论了一种微型并联机器人机构的设计方法,该微型并联机器人机构类型是采用传统副连接的平面五杆机构。这种设计目的是把对相对运动有更大自由性的传统副连接的优点应用在微小机械中,以实现有较高精度的同时,还具有相对较大的工作范围、复杂的运动规律,但整个机构却有相对更简单的结构、更低的制造成本,以满足在某些应用场合下对精度要求相对较低的情况下的需要。文中最后以一具体设计示例来检验该种方法的可行性。     

一种二自由度并联平面机构的尺度综合

在确定机构装配方式基础上,求解了二自由度并联机构的位置正反解和速度雅克比矩阵。综合考虑机构工作空间和机构传动角,提出了一种机构尺寸设计的新方法。选择可操作度作为灵巧度评价指标,结合该指标对基于工作空间的尺度综合结果作进一步分析和验证。这个尺度综合方法有益于机构的设计与应用。     

机构组合方法的分类

本文把机构的组合分为串行联接、并行联接、混合联接、封闭式联接、叠加联接组合方法 ,提出串行联接和并行联接中的基本机构是单自由度机构的概念以及用封闭式联接代替复合式联接和反馈式联接的观点。按其联接方式 ,把单自由度机构和多自由度机构的组合称为封闭式联接组合 ,使机构组合理论更加清晰、易懂 ,提高了机构组合方法的可操作性 ,有益于利用机构的组合理论进行机构创新设计     

带有预定时标平面四杆刚体导引机构尺度综合的研究

提出并解决了利用连杆转角函数谐波成分“数值图谱”进行带有预定时标刚体导引机构尺度综合的计算机方法。在分析了刚体导引位置转角函数与连杆转角函数之间的内在联系及解决了用理论计算方法确定机构实际尺寸、连杆上标线的位置及机构安装尺寸参数关键问题的基础上, 以曲柄摇杆机构为例, 用该方法建立了一个含有２０３５０ 组机构基本尺寸型连杆转角函数的谐波成分数据库。从而可以通过模糊识别方法在已建立的数据库中快速寻找出能够实现给定带有预定时标刚体导引的多个机构, 达到近似实现带有预定时标要求刚体导引机构的尺度综合。给出的算例充分说明了本方法的有效性与优点。     

平面活齿传动及其分类方法研究

在最近的几十年中，人们提出了包括“活齿传动”在同的很多新型传动形式。本文从机构学出发寻找这些传动形式的共同特征并对它们进行了分类，从而为发现性能更加优良的传动形式提供了一种方法。     

平面五杆机构类型判别方法的研究

提出并验证了平面二自由度五杆机构双曲柄存在的充分条件，提出平面五杆机构的类型不仅与五杆机构的杆长有关，而且还与机架和原动件的选取有关。平面五杆机构若满足：Lmax Lmin1 Lmin2≤a b（其余两杆的长度和），且当一个短杆为输入连架杆，而另一个短杆为机架或另一输入连架杆时，则该五杆机构必存在双曲柄。