错架图书识拣机器人结构设计及运动学分析

设计了一个四自由度直角坐标错架图书分拣机器人,传动机构由一个R方向的转动机构和X、Y、Z 3个方向上的滑动机构组成,通过各个传动机构的运动实现末端执行器所要到达的位置。利用D-H参数法建立机器人的运动学方程,对机器人末端执行机构的运动进行理论推导,利用SolidWorks进行建模,将模型导入到ADAMS软件中进行运动学仿真。结果表明:机器人末端位移、速度曲线变化平稳,能到达空间中的指定位置,验证了结构设计的合理性,从而为控制系统的设计提供了依据。     

曲柄驱动双肘杆传动机构的设计与优化

为加工高强度、回弹大的轻量化板材,设计了一种曲柄驱动的立式传动肘杆伺服压力机。采用ADAMS软件对比分析了两种不同传动机构的工作特性。针对曲柄立式传动肘杆机构,通过矢量法建立滑块变速移动特性的运动学方程;运用ADAMS对传动机构各尺寸变量进行敏感度分析,以减少设计变量,再运用遗传算法对传动机构进行多目标优化,以减小滑块最大速度、滑块最大加速度和机构高度为优化目标。研究结果表明,优化后的曲柄立式传动肘杆机构的工作性能有较大提高,滑块最大速度降低了8.5%,滑块最大加速度降低了37.6%,曲柄最大扭矩降低了9%,机构高度降低了1%;同时该机构具有良好的保压性能和急回特性。     

XYZR焊接机器人运动学的研究

设计了一种XYZR型四自由度直角坐标焊接机器人,传动机构由x、y、z三个方向上的滑动机构和一个R方向的转动机构组成,转动机构连着末端执行机构即焊枪,在控制系统作用下,通过各个传动机构的运动实现末端执行机构的焊接功能。利用D-H参数法建立XYZR焊接机器人的运动学方程,对机器人的末端执行机构的运动进行理论推导,并利用ADAMS软件对机器人的末端执行机构进行运动学仿真研究,最后运用半实物仿真平台对焊接轨迹进行仿真测试。结果表明,由4个关节引起的运动的机器人末端位移、速度曲线变化平稳,验证了结构设计的合理性,为机器人控制系统的设计提供了依据。     

基于ANSYS Workbench的八连杆压力机刚柔耦合模型动力学分析

为考虑压力机柔性体部件对机械运动的影响,以八连杆压力机的传动机构为研究对象,使用Pro/E软件对八连杆传动机构进行参数化实体建模,分别应用ANSYS Workbench软件中的Rigid Dynamic模块及Transient Structural模块,在对八连杆压力机的传动机构做刚体运动学仿真的基础上,进行该传动机构的刚柔耦合动力学分析,得到压力机传动机构的运动特性曲线和等效应力曲线及分布图。结果显示,主拉杆最大等效应力高于材料许用应力,将下轴孔尺寸优化为69 mm后,最大等效应力大大降低,符合主拉杆强度要求。这种方法实现了在同一软件平台中进行刚体运动学和刚柔耦合动力学仿真分析,通过两者比较可得出,刚柔耦合模型更能反映出机构的真实运动情况。     

构件设计对伺服压力机三角肘杆传动机构动力的影响

针对伺服机械压力机三角肘杆传动机构,采用矢量方程解析法与动态静力学方法建立机构运动学与动力学的数学计算模型。在优化得到的可靠实用参数的基础上,不考虑摩擦,研究了在不同曲柄转速情况下,各构件重量、质心位置对整个机构所需驱动扭矩的影响。     

机械压力机肘杆式工作机构运动学建模与分析

为了分析机械压力机工作机构的运动学特性,应用矢量方程解析法对曲柄肘杆机构进行了运动学分析,在封闭矢量图基础上建立了机构的位移方程,推导了对应速度方程和加速度方程,并得到待求量的解析式;采用机构数值分析法对运动学模型进行了求解分析,设计了运动学方程计算程序框图,基于MATLAB软件编写了计算程序,对非线性运动学方程进行数值求解,并对计算结果进行图形化处理,得到了肘杆摆角以及滑块位移、速度和加速度运动曲线;利用计算结果定量分析工作机构的肘杆摆角极限、最大滑块行程、滑块平均速度与标准方差,并验证了曲柄肘杆机构的设计合理性。     

4 RRR冗余并联机构的运动学分析

针对4-RRR冗余并联机构的输入及输出构件间的位置关系展开研究。基于运动螺旋理论,分析了该机构的自由度性质,并确定了主动副的位置;建立了机构的逆运动学方程及正运动学方程,并对给定运动平台的位姿进行了数值计算,以验证所建立方程的正确性;研究了机构的运动解耦性以及运动平台的工作空间大小与连杆长度变化的关系;最后,对给定运动平台的运动方程下主动副的输出转角进行了数值仿真。     

基于MATLAB的IRB2400工业机器人运动学分析

以IRB2400工业机器人为研究对象,对其机构和连杆参数进行分析,采用D-H法对机器人进行正运动学和逆运动学分析,建立运动学方程。在MATLAB环境下,运用Robotics Toolbox工具箱进行建模仿真,仿真结果证明了所建立的运动学正、逆解模型的合理性和正确性。     

基于拨销与轮槽创成及啮合仿真的槽轮机构设计

为了消除槽轮传动的柔性冲击和减小惯性负载以提高槽轮机构传动功效,提出了一种基于机构运动学和几何形状及啮合仿真的槽轮机构设计方法.研究以非圆截面驱动拨销和轮槽的几何形状设计为途径,以改善槽轮动力学特性为目标,利用拨销与轮槽创成运动分析进行槽轮机构的结构与传动设计.通过实例设计证明了该方法可实现槽轮动力特性和承载能力的显著改善.利用仿真分析进行槽轮机构的设计大大提高了设计质量和效率.该方法可用于高速精密无冲击槽轮机构的传动设计及加工仿真分析.     

移载机械手提升手臂装置的运动学分析(英文)

对全液压铅残极板移载机械手提升手臂装置进行运动学分析。通过对移载机械手提升机构进行建模并实现简化,采用正向运动学和逆向运动学的分析方法,建立起支撑杆的位移、速度、加速度与对应液压缸的位移、速度、加速度之间的关系。通过仿真软件对所得的运动学方程进行了验证,提高最终结果的准确性。利用所得到的研究结果,可以为移载机械手的动力学分析、运动轨迹规划和控制系统及液压系统的设计提供重要依据。     

一种新型行星式分度凸轮机构的研究

在分析间歇传动机构创新研究成果的基础上,基于行星轮系齿轮传动的原理,从高速、高分度精度出发,提出了一种新型分度凸轮传动机构。该分度机构将行星轮系的一个中心轮设计为凸轮,推动行星轮和系杆实现分度输出运动。本文应用张量法建立了该类机构凸轮的廓线方程,并对该类机构的结构与设计参数进行了系统的分析。最后,通过编程给出了该类分度机构的计算机仿真实例。该类分度机构具有结构紧凑、输入输出同轴等特点,补充和丰富了平行轴式间歇传动机构的产品类型,可成为间歇分度和步进输送机构的新型产品。     

基于ADAMS的抽油机平行位移机构仿真研究

建立抽油机传动机构中平行位移机构的虚拟样机模型,利用ADAMS软件对采用不同材料蜗轮的平行位移机构进行动力学仿真,得到受力曲线图,验证原设计的合理性并确定最佳蜗轮材料。利用ADAMS软件对平行位移机构传动件进行运动学仿真,仿真结果为平行位移机构的优化设计提供了依据。     

一种新型混联机构的设计与位置分析

结合并联机构与串联机构的优势,设计了一种新型混联机构,该机构由3-UPU并联机构和2自由度旋转机构串联而成。对该机构进行了自由度分析。分步分析其位置正解,先运用封闭解法对3-UPU并联机构分析,得到3-UPU并联机构的位置正解;然后采用坐标变换分析在2自由度旋转机构作用下,3-UPU并联机构位置正解的变化,最终得出了该混联机构的位置正解。     

新型并联机床的力／运动传递各向同性性能及其分布

以并联机器人机构为原型的并联机床,其力/运动传递各向同性性能是随其运动平台的位姿变化而变化的。本文应用并联机器人机构学理论,提出基于6-SPS并联三维平台机构的新型6自由度并联机床的力/运动传递各向同性性能评价指标,并给出这些指标在定位姿工作空间内的分布情况,这对该结构形式的并联机床的设计及其任务规划和控制有重要意义。     

新型并联机床全域／运动传递各向同性与其结构尺寸关系

本文提出6－SPS并联三维平台新型并联机床的全域力／运动传递各向同性性能评价指标，并结合机床结构特点建立其几何空间模型，在几何空间模型中研究了全域力／运动传递各向同性性能指标与机床结构参数的关系，并给出了性能图谱，该并联机床结构参数的优化设计提供理论依据。     

一种新型运动冗余并联机构的运动学研究

针对传统3-RPR型非冗余平面并联机构运动过程中存在奇点,且需要较大驱动力矩无法实现平滑轨迹跟踪问题,提出了一种新型3-PRPR运动冗余并联机构。建立了新型并联机构的位置、速度和加速度模型,基于运动学模型进行了工作空间仿真分析,分别对不同末端执行器位置和大小、不同基圆半径对工作空间的影响进行了对比分析,并对工作空间运动轨迹进行了分析。仿真结果表明:末端执行器位置只影响定向工作空间,对可达工作空间无影响;定向工作空间和可达工作空间均与基圆半径成正比;末端执行器大小与定向工作空间成反比,与可达工作空间成正比。相同条件下,与传统3-RPR并联机构相比,所提出的新型并联机构工作空间明显增大,证明了该新型并联机构的有效性。     

基于ADAMS和MATLAB的3 PPR并联机构运动学分析与仿真

以3-PPR并联机构为研究对象,详细论述了该并联机构的结构形式,采用图解法对机构的工作情况进行了分析,运用欧拉角姿态旋转矩阵和矢量法对该并联机构的位置逆解进行求解。其次,又根据该并联机构本身结构的机械结构几何尺寸特点以及机构在运动过程中尺寸位置之间的关系,对该并联机构的运动学正解进行了求解。最后通过在ADAMS和MATLAB中对该并联机构运动学模型进行联合仿真,将求出的结果进行对比分析。     

基于约束分析的平型带传动机构自调性设计

本文对平型带传动作了约束分析,发现其传动带引入的约束属于运动约束或伪运动约束,通过简化得到其机构结构简图。对简化得到的机构简图,分析了其运动副约束数量,结果发现,普遍使用的平型带传动机构存在过约束,进一步分析,发现了所存在的过约束性质。为了提高平型带传动机构的稳健性,减少其性能对制造误差的敏感性,降低制造和使用成本,延长使用寿命,作者针对存在的过约束,通过运动副自由度优化配置,提出了一种具有对安装、制造误差自适应性的平型带传动机构。     

无机械传动链高效并联机床传动模式的研究

针对现代数控机床向精密、高效发展的趋势,分析了并联机床驱动和传动的现状,提出把直线步进电机和电主轴等驱动技术引入并联机床,使并联机床在无机械传动链条件下实现精确进给和高效加工。阐述了直线步进电机的驱动特点和选型原则,给出无机械传动链高效并联机床的基本传动模式。     

四自由度部分解耦并联机构运动学和性能分析

针对并联机构强耦合性导致的运动学分析复杂、控制难度大、工作空间小等问题,设计了一种新型四自由度并联机构。采用螺旋理论分析了机构的运动特性,得知该机构具有两转动两移动自由度,可由4个移动副驱动;建立了机构的位置数学模型,得到了位置反解表达式,分析了运动部分解耦特性;对机构进行了速度分析,推导了速度雅可比矩阵;基于雅可比矩阵对机构进行了奇异分析,得到了机构的奇异位形;分析了机构的条件数指标,通过添加冗余驱动分支消除了奇异位形,提升了机构的条件数性能,并验证了该机构具有较大的工作空间。