做平面运动滚子从动件盘形凸轮机构第Ⅱ类综合问题的广义化研究

提出了“狭义、广义第Ⅱ类机构综合问题”的概念;通过建立预备公式、引入“旋浮数轴”概念等,对于一维情形,提出“瞬时/整程区间套”的求解原理和区间套存在性(态)的判定方法,并求解其“劣解/非劣解区间套”和“区间最优解”;对于二维情形,提出“有解区间套”、“整程区域套/机构解全域”的求解原理和区域套存在性(态)的判定方法,并求解其“劣解/非劣解区域套”和“全域最优解”等;基于Visual Basic6.0软件开发了具有可视化、规律发掘功能的通用软件CALRFCY,从而解决了“广义第Ⅱ类机构综合”解的存在性(态)判定及其求解方法的问题。通过两个机构综合实例论证了偏置式机构较正置式机构具有“你无我有,你有我优”的固有潜质和显著优越性。     

面向避障和紧凑的浮动滚子推杆盘形凸轮机构尺寸综合问题

基于“双释放（释放滚子中心和凸轮轴心）的基本思想,根据Ⅰ类尺寸综合方法,分析推理得到最优凸轮轴心[O**1]是“整程避障成功”的最适任解,给出障碍集{Di}与许用边界{-Di}等若干概念,提出滚子、凸轮“整程避障成功”的解析判据,以及“简约搜索区域[Σ2]和[Σ0]”和求解凸轮轴心O1、滚子中心C解区域的遍历搜索方法,进而提出“机构紧凑尺寸解”的求解方法,圆满解决了面向避障和紧凑的浮动滚子推杆盘形凸轮机构尺寸综合问题。最后给出了机构尺寸综合的一个算例。     

摆动平底推杆盘形凸轮机构的尺寸综合方法

以摆动平底推杆盘形凸轮机构为研究对象,给出若干基础性概念和尺寸综合问题的准确描述,首次系统提出"连通条件"、"同型条件"、"保真条件"和"传动条件"等四项约束条件,构造坐标系Oeψ_0和Oer_0,映射生成约束边界Ω_Ⅰ~Ω_Ⅳ,分析论证得到"可行解集"Ω_(Σ(ψ0))/Ω_(Σ(r0))、"最优解集"Ω_(Ⅱ[A-B])和"非劣解集"Ω_(Ⅱ[A-E]),以及平底工作段及其长度求解确定等,得到了若干重要、新颖和具有指导意义的研究结论,圆满解决了摆动平底推杆盘形凸轮机构的尺寸综合问题。     

负半径滚子直动推杆盘形凸轮机构的运动保真综合

以正置负半径滚子直动推杆凸轮机构为研究对象,构造面向"科学计算可视化"的问题求解模型,建立二维尺寸坐标系O-r_0R、二维尺寸空间Ω(r_0,R)并离散-网格化处理,研究满足"运动保真"条件下的R,r_0的尺寸耦合关系,发现揭示"非劣解子区域"Ω_Σ~(1)、"脊线"Γ_(P*)和"谷底/脊底点P**"等重要现象规律,得到对机构尺寸综合具有重要指导意义的若干重要结论,为对象机构基本尺寸的选择与工程应用奠定了理论基础。     

做平面运动滚子从动件盘形凸轮机构第Ⅱ类机构综合问题的进一步研究

将文献[1]提出的整程区间套划分为两个整程子区间套——劣解子区间套和非劣解子区间套,舍弃前者留取后者,缩敛、优化了选解空间,得到了对第Ⅱ类机构综合问题具有指导意义的新结论。     

浮动平底推杆-盘形凸轮组合机构的第Ⅰ类机构综合问题

提出“预设凸轮轴心O1+等距/网格/离散化+校核+取舍”的新型求解策略和路线,通过建立“固定、浮动坐标系”并引入“支撑函数法”、“瞬时区域套”、“经济搜索区域”及“等距/网格/离散化”等概念和方法,研究了满足ρ＞0、α≤[α]∩α≤[α]r和ρ＞0、α≤[α]∩α≤[α]r等单纯或组合条件下凸轮轴心O1的求解原理、解析表达、“位置区域Πρ、Π[α]和Πρ∩[α]”及其形态特征,提出了搜索求解的思路和方法,推导出了平底工作段及其长度、总长度的求解确定方法,揭示出“位置区域Π[α]和 Πρ∩[α]”的“类等腰三角形”、“收缩聚敛性”、“脊点O*1/脊线{O*1}存在性”和“最优脊点O**1存在性”等规律特性,得到“凸轮轴心O1优选(非劣)解集”、“最优凸轮轴心O*1opt和O**opt”等重要的关键性结论,较圆满地解决了浮动平底推杆-盘形凸轮组合机构的第Ⅰ类机构综合问题。     

凸轮机构推程、回程运动角的最佳匹配及其求解方法

在推程、回程运动角之和 Φ0 +Φ′0 =C(定值 )的情况下 ,必存在某一对推程、回程运动角的最佳匹配 Opti-m um{ Φ0 ,Φ′0 } ;当选用该最佳匹配时 ,对心式直动从动杆盘形凸轮基圆半径 r0 取得最小值 r0 min。本文在揭示出上述事实的基础上 ,研究解决了当选取最佳匹配 Optim um{ Φ0 ,Φ′0 }时 ,按许用压力角 [α]条件求解对心式直动从动杆盘形凸轮基圆半径最小值 r0 min的解析法。     

浮动平底推杆凸轮机构的第Ⅱ类尺寸综合问题

将德国进口高速印刷机机构中的滚子推杆推广至平底推杆演化构型,并以此为研究对象,引入“斜交浮动坐标系”、“支撑函数法”和“瞬时一维直线区段”及其投影得到的“瞬时区间套”等概念,进而提出求解推程区间套、回程区间套和整程区间套的方法。给出求解瞬时/整程平底方位线许用选择区域和凸轮基圆半径r0许用取值范围的基本原理,并推导得到其相应的通用解析公式,进而得到其解的存在性和存在性态的解析判据,最后搜索得到平底夹角的取值范围等。较圆满地解决了浮动平底推杆盘形凸轮机构的第Ⅱ类尺寸综合问题。       

连杆机构多目标综合平衡中最佳非劣解的模糊识别

研究了连杆机构综合动力平衡中最佳非劣解的识别问题，提出了应用加权模糊关联度识别最佳非劣解的思想方法，通过实例说明了所提方法的正确性，该法不仅适用于机构综合动力平衡问题，也适用于一般的多目标优化问题及解决任何需要综合评判的问题，具有良好的应用前景     

基于接触强度的滚子直动推杆盘形凸轮机构的最小尺寸设计问题

通过提取和构造J_(max)-r曲线,对最佳滚子半径r*存在性给予几何直观解释;通过推导建立F_n(φ)解析公式、构建空间坐标系O-rr_0J_(max)和堆积生成"峡谷曲面Σvalley"并探究其形态特征,揭示出谷底脊线{P*}和特别谷底点P**,据此给出机构最小尺寸解存在性的几何直观解释和证明,根据谷底脊线{P*}的单调变化特性,提出求解r_0**的区间-中分/收缩解法。以一个设计案例为例,应用Matlab软件优越的计算、求解和图显功能,验证了理论分析、推理的严谨性和正确性,得到了机构最小尺寸解。     

摆动从动件球面凸轮机构最大行程角和最小推、回程运动角的求解方法

摆杆运动规律类型 ,推、回程运动角Φ0 、Φ0 ′及许用压力角 [α]、[α] r 一旦选定 ,必存在一摆杆行程角Ψm 的最大值 {Ψm} max;摆杆运动规律类型 ,摆杆行程角Ψm 及推、回程许用压力角 [α]、[α] r 一旦选定 ,必存在一推、回程运动角Φ0 、Φ0 ′的最小值 {Φ0 } min、{Φ0 ′} min。本文给出了 {Ψm} max和 {Φ0 } min、{Φ0 ′} min的求解方法 ,对球面凸轮机构的分析与设计具有一定的指导意义。     

基于Groebner基的空间Burmester问题的求解方法

空间 5 S- S机构在进行刚体导引时能够实现空间 Burmester问题的综合。本文将基于 Groebner基的代数方法应用于该机构刚体导引综合 ,获得了给定刚体六个精确位置时问题的符号型“三角形”Groebner基 ,即封闭形式的解析解     

负半径滚子直动推杆盘形凸轮机构的可视映射尺度综合与比较优势

针对新型的负半径滚子直动推杆盘形凸轮机构,提出通用有效的可视映射尺寸综合方法。阐释新型机构形态构成、基本/总体尺寸和尺寸综合问题准确描述、求解的基本思路与步骤,提出四项性能评价指标及解析表达,构建尺寸坐标系ORr0e、尺寸空间?(R,r0,e)并离散化-网格化处理,采取"遍历搜索"思想方法,在解决单一约束下边界线/解域、边界面/解空间基础上,解决归并约束下边界线/解域、边界面/解空间问题,成功实现朝二维、三维尺寸坐标系、尺寸空间的可视映射。据此,发现和揭示"谷底点/脊底点"、"非劣解区间/区域/空间"、"脊面"、"谷底线/脊底线"和"壑底点"等存在性、重要内涵和求解方法,系统全面解决了新型机构的尺寸综合问题。通过尺寸综合结果比较,得到大载荷下,负半径滚子较正半径滚子机构,具有"跨数量级"尺寸紧凑、占据空间小的关键性、重要性结论即其优势所在,对推动、促进广泛付诸工程应用具有重要理论价值和实际意义。     

考虑推程、回程运动角最佳匹配Optimum{φ0，φ0}的最小尺寸凸轮机构设计

研究发现；在推程、回程运动角φ0，φ0之和为定值的情况下，必存在某一推程、回程运动角的最佳匹配Optimum{φ0，φ0}；当选取该最佳匹配时，偏置式直动从动杆盘形凸轮机构的凸轮基圆半径r0取得其最小值r0min。进而给出了考虑推程、回程运动角最佳匹配Optimum{φ0，φ0}之最小尺寸盘形凸轮机构的设计方法。     

直动从动杆圆锥凸轮机构的最佳推程、回程运动角 Optimum{φ0,φ′0}及其求解方法

在推程、回程运动角之和Φ0 Φ′0 =C(定值 )的情况下 ,必存在某一对推程、回程运动角的最佳分配Optimum {Φ0 ,Φ′0 };当选用该最佳分配时 ,直动从动杆圆锥凸轮基圆半径r0 取得其最小值r0min。在发现、揭示出上述事实的基础上 ,研究解决了当选取最佳分配Optimum{Φ0 ,Φ′0 }时 ,按许用压力角条件求解直动从动杆圆锥凸轮基圆半径最小值r0min 的解析方法。     

一种新型3T2R冗余驱动混联机构的位置逆解和工作空间分析

提出了一种新型3T2R冗余驱动混联机构。首先,运用螺旋理论分析了该机构实现3T2R运动原理,计算出该机构的自由度,进行了输入选取与论证;然后,利用解析矢量法建立机构位置逆解方程;随后,基于位置逆解,结合机构的约束条件,运用数值搜索法对其工作空间进行研究,分析机构的性能优越性;最后,应用MATLAB对逆解方程进行求解并利用ADAMS对求解结果进行仿真验证,验证了逆解模型的正确性及机构的可实现性。     

直动从动杆圆锥凸轮机构的最佳推程、回程运动角 Optimum{Ф0,Ф′0}及其求解方法

在推程、回程运动角之和φ0+φ0=C(定值)的情况下,必存在某一对推程、回程运动角的最佳分配Optimum{φ0,φ0};当选用该最佳分配时,直动从动杆圆锥凸轮基圆半径r0取得其最小值r0min.在发现、揭示出上述事实的基础上,研究解决了当选取最佳分配Optimum{φ0,φ0}时,按许用压力角条件求解直动从动杆圆锥凸轮基圆半径最小值r0 min的解析方法.     

考虑推程、回程运动角最佳匹配Optimum{Φ0,Φ′0}的最小尺寸凸轮机构设计

研究发现 :在推程、回程运动角Φ0 、Φ′0 之和为定值的情况下 ,必存在某一推程、回程运动角的最佳匹配Optimum {Φ0 ,Φ′0 };当选取该最佳匹配时 ,偏置式直动从动杆盘形凸轮机构的凸轮基圆半径r0 取得其最小值r0min。进而给出了考虑推程、回程运动角最佳匹配Optimum {Φ0 ,Φ′0 }之最小尺寸盘形凸轮机构的设计方法。     

平底直动从动件凸轮机构推程、回程运动角的最优选配问题

关于平底直动从动件盘形凸轮机构,通过深入一步的研究发现:在推程、回程运动角和Ф0+Ф0′=C(定值)的前提下,客观存在两种最优选配问题——Optimum{Ф0,Ф0r}r0min和Optimum{Ф0,Ф0r}bmin;当取用该两种最优选配时,凸轮基圆半径和平底工作宽度等获得最优之设计结果。上述研究发现,对对象机构的分析与设计具有重要指导意义。     

一种平面3支链2自由度并联机器人设计及工作空间分析

以传统的基于自由度公式的构型综合法为基础，构型综合出一类操作末端可以作纯平动的平面3支链2自由度的并联机构，且针对其中一种并联机构进行分析与研究。利用设计空间理论对其机构尺寸无量纲化并构建出了设计空间模型；运用闭环矢量法求解其运动学正反解，并以数值算例验证其正确性；使用解析法与数值法结合讨论了该机构的理论工作空间的形状和面积；基于设计空间模型，探究了该机构的尺寸参数与其工作空间之间的关系，并绘制出理论工作空间面积图谱，该性能图谱有助于分析、优化和设计并联机构以满足其预期的应用需求。