柔性杆式弱撞击对接机构设计与仿真

针对卫星-卫星、卫星与大型部组件、功能模块与结构平台的在轨自动连接与分离的需求,基于通用化、标准化的接口设计理念,阐述了一种低功耗、小质量、小包络尺寸的柔性杆式弱撞击自动对接机构,在机构设计上采用柔性杆实现软连接,刚性周边杆实现纠偏和刚性锁紧,阻尼装置吸收对接碰撞能量的设计方案。采用Adams软件对机构的动力学过程进行了仿真建模,多工况动力学仿真试验表明所设计的柔性杆式弱撞击对接机构可在0.25 m/s弱撞击速度范围,20 mm横向对接容差以及±5°角度容差范围内实现可靠对接。并对柔性杆和刚性杆对仿真过程的差异进行了对比,结果表明,刚性与柔性的计算结果无明显差异。     

混合输入五杆机构实现给定轨迹的功率分配

混合输入五杆机构是一种新型的可控机构,采用恒速电机和伺服电机作为驱动元,两种类型的运动通过一个五杆机构复合后,可得到柔性输出运动.通过对混合输入五杆机构的工作空间的研究,对该机构实现给定轨迹进行了逆运动学和动力学分析,得到了电动机功率计算的数学模型.为了实现对连续时变轨迹的跟踪任务,该系统采用PD控制算法对伺服电动机的运动进行控制.对混合输入五杆机构实现直线轨迹和抛物线轨迹进行了仿真研究,得出了机构在实现给定轨迹时电动机功率分配的规律.     

混合输入五杆机构实现给定轨迹的功率分配

混合输入五杆机构是一种新型的可控机构,采用恒速电机和伺服电机作为驱动元,两种类型的运动通过一个五杆机构复合后,可得到柔性输出运动．通过对混合输入五杆机构的工作空间的研究．对该机构实现给定轨迹进行了逆运动学和动力学分析,得到了电动机功率计算的数学模型．为了实现对连续时变轨迹的跟踪任务,该系统采用PD控制算法对伺服电动机的运动进行控制．对混合输入五杆机构实现直线轨迹和抛物线轨迹进行了仿真研究,得出了机构在实现给定轨迹时电动机功率分配的规律．     

齿轮-四连杆机构迭加方式研究

本文给出了齿轮-四杆机构迭加方式的分类和分型的方法,并把每一类型的齿轮-四杆机构用一种数字链i-j_1'-j_2'-…-j_n'来表示.这种数字链建立了数字和图形的对应关系,以及和输出通用公式的对应关系.这种对应关系对实现用计算机进行型综合有一定的意义.本文的研究亦为今后进行全面的齿轮-四杆机构运动特性的研究打下了基础.     

基于矫正解的经过预定三位置的四杆机构设计

对经过预定三位置的四杆机构设计方法及四杆机构转动时出现的顺序问题、转移问题等进行了研究,并提出了解决方法.基于研究结果,研发了经过预定三位置的四杆机构设计软件.在该软件的界面上可直观地观察设计完成的四杆机构驱动杆的角度、机构的转动角、连杆的运动路径、驱动四杆机构时可能发生的分支问题等,并可判断所设计的四杆机构是否满足设计要求,因而可缩短合理设计四杆机构的时间.     

基于极值响应面法的柔性机构可靠性优化设计

为建立柔性机构可靠性优化设计的理论与方法.用传统方法进行柔性机构截面尺寸的初步设计,将模态综合法与柔性多体系统动力学相结合,建立柔性机构拉格朗日形式的动力学微分方程,用蒙特卡罗法抽取柔性机构输入参数随机样本,并对每个样本求解动力学微分方程,得到对应的位移、速度、加速度在分析时域内的响应,在此基础上求出对应的动态应力和挠度响应.将不同输入样本对应的应力和变形输出响应在分析时域内的最大值的全体作为新的输出(极值)响应,构造极值响应面函数.以材料密度、弹性模量、许用刚度、强度和构件截面尺寸为随机变量,以构件尺寸为设计变量,以机构质量为目标函数,以设计变量表示的可靠性指标为约束函数,对柔性机构进行可靠性优化设计.实例计算表明,该设计方法在满足可靠性要求的情况下使得机构的质量最小.     

基于CATIA V5的四杆机构参数化设计及其运动仿真

介绍在CATIA V5中进行铰链四杆机构参数化、可视化和虚拟装配设计的方法,并对该四杆机构进行了干涉分析和运动仿真分析.详细介绍了针对设计要求通过实时修改构件参数实现铰链四杆机构"一模多型"的虚拟装配设计方法.以可视化的形式实现设计意图,提高了设计速度和质量.     

齿轮-六杆滑块机构的Simulink仿真

提出了一种改变两连架杆初始角度差调节滑块行程的齿轮-六杆滑块机构,其具有齿轮连杆机构的优点.对其速度运动学方程进行分析,并在此基础上利用MATLAB/Simulink软件包对该机构进行运动学仿真,通过仿真可得到滑块和连杆的运动规律,为机构的设计、制造和应用提供了依据.同时验证了改变两连架杆初始角度差来调节滑块行程的目的.并解释了滑块行程调节的方法.     

铰链四杆机构运动精度和可靠性分析

考虑了铰链四杆机构中杆件长度误差和铰链中的间隙，并对铰链四杆机构进行了输出位移的运动精度和可靠性分析，分析过程中使用了与原四杆机构各校链相对应的转换机构，并用具体算例阐述了该分析方法的应用情况。     

2-DOF平面并联机器人结构参数优化的研究

提出了一种新颖的高速高精度机器人机构采用高速精密直线电机驱动-2-DOF平面并联杆机构.在杆机构的设计中,以结构紧凑和抑振为目标,分别采用模拟退火算法和有限元动力仿真进行了几何尺寸和截面尺寸的优化,并提出了一种基于本模型特点的新解产生机制.实验测试结果表明经优化设计后的平面并联杆机构刚度大,高速运动下的残余振动＜1 μm,直线电机的稳定时间成为决定机器人稳定时间的关键因素.