内力封闭自适应机构初始运动链综合的胚图支链法

根据内力封闭型自适应机构初始运动链的自由度特征,提出了一种运动链构型综合的新方法,即胚图支链法。此方法视运动链由多元素杆和支链两部分构成,并通过一种有序分步的方法构建运动链的拓扑胚图,然后在拓扑胚图上配置支链形成广义拓扑图,再转化为运动链。利用此方法,综合出了自由度为0或-1的9杆、10杆运动链的全部独立构型,为内力封闭自适应机构的创新设计提供了理论依据。     

自适应机构的综合方法

根据自适应机构的结构特征，分析了其运动链的自由度规律，并且对相应的自由度综合出了所有可能的运动链。在此基础上，对此类机构的运动链的选择和功能结构化设计进行了讨论，总结出了一般性的原则和方法，为自适应机构的综合创新方法提供了借鉴。     

基于广义基本运动链正则解耦混联机构的型综合

混联机构兼具串联机构与并联机构各自的构型优势,是先进复杂机械装备的重要备选构型之一。依据机构输出运动特征进行位姿分离,通过移动特征正则输出平台模块,与姿态特征正则转动输出的运动副模块串联,构建广义基本运动链。结合正则运动的解耦特征,提出了运动链的正则解耦设计方法。以此为据,建立混联机构的解耦综合。以3T2R混联机构为对象进行了实例综合。研究表明:基于广义基本运动链的正则解耦设计方法可操作性强,对混联机构的解耦设计具有普适性。     

一类新型同轴式分度机构构型综合

针对高速分度运动的工程需求,采用颜氏创造性机构设计方法,研究一类新型分度机构的构型综合。以一种现有同轴式分度机构为对象,在系统分析其拓扑构造特性的基础上,构建出一般化运动链及其运动链图谱。再根据机构的结构特点及设计需求,构建特定化运动链图谱,经由具体化程序,通过遴选图谱中构件和运动副类型,获得机构图谱。结果表明:有两种特定化运动链,各有6种运动副分配方式,因此得出12种可行的机构设计方案。并给出几种可行的设计方案,为新型分度机构的构型创新与遴选提供借鉴。     

基于运动链的脉动式无级变速器机构型综合

根据现有脉动式无级变速器拓扑构型,总结出7点脉动式无级变速器的设计要求,并通过类配综合计算出满足设计要求的运动链。对找到的运动链中构件和运动副逐一赋权,得到多种新型和部分现有的脉动式无级变速器机构构型,进而证明基于运动链的机构型综合方法和新构型的有效性和合理性。从多种新构型中比较选择,最终确定了基于齿轮连杆组合机构的脉动式无级变速器作为优选机构。     

基于单环运动链的多模式移动机构型综合

针对移动机构多运动模式的功能需求,提出基于单环运动链的设计方案。首先,根据单环自由度公式,确定满足闭环且能活动的条件,并分析得到单环运动链的约束螺旋系阶数、杆件数目、运动副数目、自由度之间的组合关系;其次,以螺旋理论为基础,运用虚功原理得到满足不同约束螺旋系阶数下的各种运动副轴线存在的几何条件,以R副、P副为设计单元,群举出所有可能的不同自由度下的单环运动链组合方式,再以所构造的单环运动链作为本体或分支,从而构造出一类多模式移动机构;最后,给出多模式移动机构的构型综合的步骤及部分设计案例,验证了提出的设计理论和设计方法的可行性和实用性。     

两移动三转动混联机构型综合

基于GF集理论提出一种系统有效的串联、并联混联机构型综合方法。首先介绍GF集的基本概念、运算法则,以及转动特征存在条件。然后通过分析混联机构结构的组成特点,基于GF集元素组合和转动轴线迁移定理,提出了设计混联机构型综合方法,根据机构的拓扑结构和结构参数之间的关系,建立了混联机构数综合方程,给出了混联机构型综合的具体步骤。之后根据混联机构型综合理论,完成了具有2T3R混联机构运动特征的构型设计,得到了大量新构型。最后,针对综合出的一种2T3R混联机构,通过混联机构末端分析方法,验证了所设计出混联机构的运动特征,从而证明了构型综合方法的正确性。     

基于机构创新设计的机构再生设计的探讨

介绍了机构再生设计法,该方法由传统的选型设计转向构型创新设计,在机构设计过程中缩短了设计周期,提高了工作效率.机构再生设计法着重研究现有机构简图一般化运动链,根据设计要求给原始机构一般化运动链各个杆件赋予不同的功能目的,从而再生出与原始机构不同构型的运动链.     

基于机构创新设计的机构再生设计的探讨

机构再生设计法打破了传统的机构设计方法，由传统的选型设计转向构型创新设计，在机构设计过程中缩短了设计周期，提高了设计工作效率。机构再生设计法着重研究了现有机构简图一般化运动链，根据设计要求给原始机构一般化运动链各个杆件赋与不同的功能目的，从而再生出与原始机构不同构型的运动链。     

单自由度八杆仿生机构构型与尺度同步设计方法

单自由度八杆仿生机构杆长参数较多,是仿生机器人领域研究的难点之一。为提高设计效率,提出一种构型与尺度同步设计方法。在选定的运动链和机架的基础上,以不等式形式分步给出运动可行性及外形约束条件,使得上一步的杆长可作为下一步求解的已知值。通过该过程,在得到八杆仿生机构构型的同时,快速得到所有杆长的初步可行域。循环上述过程,逐步缩小约束条件的范围,可使得八杆机构的杆长快速接近目标值。在此基础上,分类讨论了连杆搭接顺序、约束条件及基本运动链的差异对求解难度及构型结果的影响。利用所提出的单自由度八杆仿生机构的设计方法,在对初始条件进行合理选取的前提下,可在初步得到构型的同时将杆长限定在较小范围内,实现了构型与尺度的同步设计。该方法还可应用于其他单自由度机构的设计当中,具有较好的借鉴意义。     

基于MATLAB模糊自整定PID控制器的设计与仿真

本文介绍了模糊自整定PID控制器的设计方法并利用MATLAB中的模糊工具箱设计模糊控制器,有机地将模糊PID控制器与SIMULINK结合起来,实现PID参数自调整模糊控制系统的设计和仿真。仿真结果表明,该控制器改善了控制系统的动态性能,增强了其实用性。     

平面闭式运动链简图自动绘制的最大环路法

机构运动链结构简图的自动绘制,直接关系到机构设计的效率与可靠性。在对平面闭式机构运动链的拓扑特性研究基础上,基于缩杆邻接矩阵,提出一种运动链结构简图自动绘制的最大环路方法。此方法采用广度优先生成树算法获得运动链的独立回路,并通过独立回路的加减运算得到最大可行外环。根据回路关系逐步修正最大可行外环,使各独立回路成为其非交叉规范化内环。在运动链结构简图绘制过程中,根据外环和内环情况,将运动链中的运动副布置在由外往内的同心圆内接正多边形的顶点上,使绘制的运动链简图规范、美观。在对这种基于外环与内环关系的简图自动绘制算法研究过程中,借助多个机构实例进行说明。研究与应用结果表明,最大环路法具有实现简单、方法完备的特点,适用于多杆多自由度平面闭式运动链结构简图的自动绘制,应用于机构设计中,可极大地提高设计效率。     

Loop theory and applications to some key problems of kinematic structure of kinematic chains

Structure synthesis of mechanisms is a pivotal issue in the field of mechanical innovation and mechanical conceptual design. In this paper, a new loop theory of kinematic chains is proposed. Based on this theory, some key problems that hamper computer-based automatic synthesis of mechanisms are solved. 1) The open problem of isomorphism of kinematic chains that has lasted for more than four decades is successfully solved. 2) A new rigid sub-chain detection method that is especially suitable for complex chains is proposed. 3) The characteristic representation code remains the same even if the drawing modes and labeling ways of a chain are changed, and an atlas database of kinematic chains is established. The multi-value problem for the representation of kinematic chains is solved. The results in this paper will benefit the digitization and computerization of mechanical conceptual design.     

基于自适应免疫算法的塔式起重机稳定性优化设计与软件开发

塔式起重机稳定性的计算是起重机总体设计中的一个很重要的部分。利用自适应免疫算法鲁棒性好、智能高、全局搜索能力强和收敛性好的特点，将其引入塔式起重机稳定性优化设计中，同时，采用面向对象方法，开发了优化设计软件。优化结果表明，该算法在保证全局收敛的同时提高了局部搜索能力，证实了该算法在起重机稳定性优化设计中的有效性。     

基于遗传算法的高速气缸自适应缓冲系统优化设计

研制了以压力反馈式缓冲阀为核心的自适应缓冲系统,运用遗传算法对缓冲阀参数进行了优化设计,自适应缓冲系统的仿真结果表明了优化方法的正确性,其优化效果非常显著。采用优化参数的自适应缓冲系统的实验结果表明,当高速气缸活塞基准速度在2.76~3.34m/s之间变化时,气缸活塞均以0.01~0.38m/s之间的速度到达行程终点,实现了对活塞速度变化的自适应缓冲。     

Kinematic chains for robot hands—I. Orderly number-synthesis

Number synthesis of kinematic chains usually involves the generation of a complete list of kinematic chains followed by a time-consuming, computer-intensive procedure for the elimination of isomorphs. A significant unsolved problem in number synthesis is the guaranteed precise elimination of all isomorphs. Since there is no efficient algorithm for always determining whether two kinematic chains are isomorphic, any “efficient” algorithm has a finite probability of rejecting a unique, potentially useful, chain. This paper reviews the history of number synthesis and presents a new orderly method for synthesising kinematic chains. This new Melbourne method guarantees to produce a complete list of chains, which, only when some doubt to the uniqueness of a chain exists, may include an isomorphic chain. As a consequence, this technique produces significantly fewer isomorphs in the output list than do previous techniques; often no isomorphs are produced by the method whatsoever. It is proposed that in many situations where the synthesis of kinematic chains is required, the processing of duplicate chains in the early stage of design is preferable to the omission of a potentially useful chain.     

自由曲面自适应采样测量方法的研究现状

介绍了自适应采样测量方法的原理,分别对CAD模型己知与未知时自由曲面测量的国内外研究现状进行了综合评述,并展望了今后的研究方向。