两自由度无角位移减振机构运动学建模和分析

在光电成像系统中,振动影响系统的成像质量,其中角位移尤为严重.为了减小振动对系统成像质量的影响,应用空间机构学原理和减振理论设计由基座平台、运动平台,空间连杆机构和减振元件组成的减振机构.在减振机构中,利用矢量法和坐标变换对空间连杆机构进行数学建模,推导出减振机构的运动学模型.在运动学模型的基础上,对减振机构的两种模型进行仿真,分析其运动特性,结果表明该机构可以有效的隔离振动、抑制角位移,对系统成像质量的提高具有重要的意义.     

子结构试验的多自由度力-位移混合控制方法研究

现代结构试验通常抽取结构的一部分进行子结构拟静力或拟动力试验,同时对子结构边界进行近似处理,简化加载方案,以期在现有试验条件下满足大比例尺试验的需求。然而,这种方法应用于复杂构件时会带来较大的误差,特别是各向刚度差异很大的构件,由于各自由度之间的耦合效应,以及传统试验装置控制模式和精度的限制,难以实现轴向、剪切、弯曲以及扭转自由度之间的同步协调加载,加载误差严重影响了结构抗震性能评估试验的准确性。针对子结构试验中耦合多自由度同步协调加载问题,利用力-位移混合双闭环控制策略实现多自由度之间的解耦,采用鲁棒性PID控制方法,以减少多自由度同步协调加载过程中试件的材料非线性和加载装置的几何非线性带来的误差,提高子结构试验的精度。通过以某构件的子结构拟动力试验为例验证了所提出的力-位移混合控制方法的可行性和正确性。     

多自由度振动系统动力减振器设计方法

本文运用子结构分析方法,给出附加动力减振器的链状系统传递函数计算方法,并将动力减振器参数和主振系参数表示为乘积的分离形式,提供了一种适用的结构减振设计计算理论。     

时滞位移反馈作用下多自由度微陀螺的刚度非线性及控制研究

为揭示多自由度微陀螺非线性系统中位移反馈项对系统动力学特性的影响规律,探索对非线性的控制方法,以一类四自由度静电驱动微机械陀螺为研究对象,采用多尺度法对微陀螺受控系统在频域和时域中的动力学特性进行了分析。研究发现:时滞量为整周期或半周期时反馈增益可有效的对系统共振频率进行调节;时滞量为四分之一或四分之三周期时,反馈增益主要影响幅值大小,共振频率基本保持不变;反馈控制参数选取得当可消除非线性引起的多稳态解,增加陀螺的灵敏度稳定性,选取不当会导致系统出现复杂的概周期运动使灵敏度稳定性遭到破坏。     

多自由度非线性振动分析的平均法

将单自由度非线性振动分析的平均法推广到多自由度，基于平均化方程可以导出系统的幅频响应特性。结合具体算例，将数值方法求解微分方程而得到幅频特性与本文平均法的结果进行了比较。     

多自由度缓冲包装系统的平均能量设计法

利用系统的能量方程，通过控制系统的平均能量来控制系统的振动强度。     

多尺度法在阻尼多自由度系统中的应用

研究多尺度法在阻尼多自由度系统中的应用，给出弱阻尼情况下两自由度系统系自由振动的算例，并与复模态法所得结果进行数值比较。     

航天器太阳帆板多自由度减振装置设计

航天器外伸的太阳帆板会引起驱动扰动和残余振动两类振动问题,且两者发生在不同的振动方向(扭转和弯曲),并属于不同的振动类型(强迫与自由振动).提出一种多自由度减振装置实施方案,通过调整驱动系统动态特性降低两类振动干扰.基于虚功原理建立了太阳帆板驱动系统动力学模型,分析了减振装置刚度和阻尼参数对驱动系统动态特性的影响规律,...     

一类多自由度非线性振动系统的多频摄动法

本文把Lindstedt的频率展开思想推广到高维系统,并通过引进自变量的非线性变换,给出一类多自由度非线性自治系统内共振锁相周期解的多频摄动法。最后给出该法的若干应用。     

多自由度包装机器人人机交互控制方法

目的 为了在人机交互内容和形式复杂度较高,深度信息获取较为困难的背景下,解决多自由度包装机器人控制存在的控制鲁棒性较差问题,提出新的多自由度包装机器人人机交互控制方法.方法 利用Kinect传感器获取多自由度包装机器人信息,并以此为基础,通过信息熵方法计算人机交互复杂度,构建相应的人机交互控制体系,基于拉格朗日方程建立人机交互动力学模型,完成多自由度包装机器人人机交互信息深度获取;采用自适应模糊控制器控制多自由度包装机器人人机交互流程与界面,实现多自由度包装机器人人机交互的控制.选样六自由度包装机器人为实验对象,确定最佳自由参数,进行人工交互控制仿真实验.结果 实验结果显示,仿真实验中的多自由度包装机器人动作完成率平均值为89.6％,平均包装时间为1.542 min,控制鲁棒性较佳.结论 该控制方法大大提高了机器人控制的鲁棒性,有效提升了包装机器人的包装效率.     

直角柔性铰链单平行四杆机构输出位移分析

为了分析直角柔性铰链单平行四杆机构在导向过程中的导向位移及耦合位移,根据其结构的对称性,在对支撑结构进行受力分析和变形分析的基础上建立了单个支撑的半段梁模型,采用椭圆积分法推导了导向梁在大载荷下导向位移及耦合位移计算公式,最后采用有限元方法和实验对理论模型进行验证,并分析了造成理论值、仿真值和实验值之间出现误差的原因.研究结果表明,在柔性梁的弹性范围内,力与导向位移近似成线性关系,与耦合位移成类指数关系,理论值和实验值之间的最大误差分别为5.1%和8.5%;理论、仿真和实验所得的导向位移-耦合位移曲线基本重合.     

一种电感式位移传感器的电路系统设计

介绍了一种电感式位移传感器的电路系统.该系统以一片AD698芯片为信号调整电路的核心,将位移量输出信号转换为相应的直流电压值,并结合其它一系列电路模块实现了测头位移量测量.通过对测头的标定试验证明该系统精度高、线性测量范围大.     

光谱共焦位移传感器的色散物镜设计

光谱共焦位移传感器具有精度高、适应性强等特点,传感器的关健部件是产生轴向色散的物镜.本文对传感器的工作原理进行了分析,推导了计算物镜光学参数的公式,并依据此公式计算结果设计物镜,得到了满足设计指标的物镜,且与理论计算相符.传感器的工作波长范围是500～700 nm,设计的色散物镜利用高色散玻璃和双胶合透镜达到了1 mm...     

恶劣环境下大位移测试系统的设计

目的　介绍一种用于恶劣环境下的大位移测试系统 .方法　利用激光器进行条码扫描 ,将位移量的变化转换为电信号 ,通过单片机控制系统的工作 .结果　设计了一套大位移测试系统 ,编写了处理软件 .结论　所设计的系统及软件正确可用 .     

基于KANO模型和感性工学的电动位移床设计研究

目的 融合KANO模型和感性工学两种设计方法,设计一款兼具审美、安全、方便、省力等特性的电动位移床。方法 通过用户画像等方式对重病患者和医护人员的需求进行分类,并运用KANO法来对这些需求进行优先等级分层,获取设计的优先要素信息;再建立电动位移床样本库,采用Likert七级量表将模糊的感性语义转变成设计所需求的设计要素数据,以此进行电动位移床的设计研究。结果 在前述研究基础上,构建了面向用户期望需求和兴奋需求为主的电动位移床设计模式,完成了安全、省力、易用的设计方案。结论 通过KANO模型和感性工学的融合能准确获取用户的需求层级和产品开发中的设计聚焦,再结合定性与定量分析,从而建立产品设计与用户需求之间的对应关系,有助于设计师设计决策的优化和电动位移床用户满意度的提升。     

基于位移传感器的包装机械手运动跟踪方法设计

目的为提高包装机械手末端执行器轨迹跟踪精度,提出一种三维运动轨迹跟踪方法。方法获取拉绳式位移传感器在预先建立的三维坐标系中坐标数据和拉线长度。利用坐标和拉线长度计算运动物体的三维坐标数据,进而形成所述运动物体的三维运动轨迹。同时,给出基于ARM的轨迹跟踪控制器结构以及软件实现方法。结果实验结果表明,与传统示教盒相比,该方法可将定位精度提高1倍,相关误差可控制在0.3 mm以内。该方法在执行效率方面大约能够提升33%,提高了包装机械手的执行速度和分拣效率。结论所述轨迹跟踪方法能够提高包装机械手末端执行器的定位精度和定位速度,符合包装、食品、化工等行业的工艺要求。     

基于微装配的电控位移台控制系统设计

鉴于微装配技术已经成为MEMS器件封装的关键,电控位移台是微装配整个过程的最主要运动平台,针对电控位移台的自动化控制,以Visual C++6.0为控制系统开发平台,采用基于动态链接库和Visual C++的MFC应用程序框架编程方法,编写了人机交互界面和控制系统程序.通过对电控位移台重复定位精度和空回精度的测量,得知重复定位精度和空回精度均为2μm,验证了该控制系统具有良好的人机交互性、可靠性,且易操作,执行效率高,实时性好.     

纸质机械运动机构设计研究

目的 实现玩具类产品的机械运动机构的纸质化.结合纸材料的力学特性,探索纸材料应用于机械产品制作的可行性,以及基于纸材料的机械零件结构的设计方法.方法 依据纸材料本身的特性,结合机械运动机构的传动方式,思考纸质机械机构设计的方式,总结出转动副、移动副、齿轮等各类典型机械运动机构纸质化设计方法,在实现运动功能的基础上确保运动零件的力学强度.同时以纸质齿轮设计为例,利用CorelDraw作为二次开发平台开发插件,降低纸质机械机构设计的操作难度.结论 以机械玩具产品为案例,对纸质材料力学特性的机械机构设计方法进行实践,论证了低成本机械玩具创意设计方法的可行性,为机械产品创意设计探索了新的材料选择,也为纸产品创新发展提供了更多的设计概念.     

从设计原理及运行工况特性分析置换通风的节能

通过对置换通风设计原理及运行状况特性的分析,比较了置换通风和混合通风的能耗,认为置换通风在整体上是节能的.     

置换通风的特性分析

介绍了置换通风的原理,对置换通风的特性进行了比较全面的分析,指出了置换通风相对于混和通风的优势.