利用数值图谱法进行齿轮四杆刚体导引机构的尺度综合

讨论了带有预定时标齿轮四杆机构的刚体导引位置函数与连架杆摆角函数之间的关系，并对连架杆摆角函数曲线的平移进行了分析，建立了包含34545组机构基本尺寸型连架杆摆角函数谐波成分的数值图谱库，实现了利用数值图谱法进行齿轮四杆刚体导引机构的尺度综合方法，最后给出了综合算例。     

带有预定时标平面四杆刚体导引机构尺度综合的研究

提出并解决了利用连杆转角函数谐波成分“数值图谱”进行带有预定时标刚体导引机构尺度综合的计算机方法。在分析了刚体导引位置转角函数与连杆转角函数之间的内在联系及解决了用理论计算方法确定机构实际尺寸、连杆上标线的位置及机构安装尺寸参数关键问题的基础上, 以曲柄摇杆机构为例, 用该方法建立了一个含有２０３５０ 组机构基本尺寸型连杆转角函数的谐波成分数据库。从而可以通过模糊识别方法在已建立的数据库中快速寻找出能够实现给定带有预定时标刚体导引的多个机构, 达到近似实现带有预定时标要求刚体导引机构的尺度综合。给出的算例充分说明了本方法的有效性与优点。     

带有预定时标平面四杆刚体导引机构的优化尺度综合

研究了利用四杆机构基本尺寸型连杆转角函数的谐波特征参数,进行带有预定时标刚体导引　机构优化尺度综合的方法。首先在已建立的连杆转角函数谐波特征参数的数据库中,通过模　糊识别方法,识别出能够近似实现刚体导引的机构基本尺寸型;为了提高刚体导引机构尺度　综合的精度,以模糊识别的基本尺寸型作为优化的初始值,通过优化确定机构的最优基本尺　寸型;然后用理论计算方法确定机构的实际尺寸、连杆上标线的位置及机构安装尺寸参数。　最后给出了综合算例。     

带有预定时标齿轮四杆刚体导引机构的生成

对带有预定时标齿轮四杆刚体导引机构生成进行了数学描述。分析了齿轮四杆机构连架杆摆角算子与连杆转角的内在联系 ,建立了包含 4 16 0 1组机构基本尺寸型的连架杆摆角算子数值图谱 ,推导出确定机构实际尺寸、连杆上标线的位置及安装尺寸等参数的计算公式。在此基础上 ,利用模糊识别方法进行刚体导引机构的尺度综合。运用该方法可以得到多个不同的机构方案 ,给出的算例充分证明了本方法的有效性和可行性     

平面四杆机构刚体导引综合的小波特征参数法

针对傅里叶级数理论不能进行非整周期刚体导引综合的问题,提出了基于Haar小波级数的解决方法,将早期提出的解决平面四杆机构轨迹综合问题的方法扩展到平面四杆机构的刚体导引综合中。通过对刚体转角和其对应基本尺寸型的连杆转角小波系数进行分析,发现了二者的内在联系。在此基础上建立了101 408组基本尺寸型的平面四杆机构刚体导引输出特征参数数据库。将位置输出问题转化为平面四杆机构轨迹综合问题,并给出了计算平面四杆机构实际尺寸和机构安装位置参数的理论公式。利用建立的数据库和理论公式,实现了平面四杆机构非整周期刚体导引综合。以生产线上的输送工件的铰链四杆机构为例,证明了本文方法的有效性和可行性。     

单自由度非圆齿轮3R杆组机构的刚体导引方法

为进一步拓展机构综合方法和克服闭链连杆机构刚体导引方法的不足,提出了一种单自由度非圆齿轮3R杆组机构的刚体导引方法,将非圆齿轮系用于约束3R杆组的两个自由度,获得唯一末端轨迹,以实现该机构的刚体导引;采用瞬时坐标系和运动学映射理论建立了满足给定位姿点要求的3R杆组,并计算了误差;结合非圆齿轮传动原理推导了各非圆齿轮节曲线数学模型;最终根据机构缺陷判定、非圆齿轮传动要求及实际工况,得到符合要求的单自由度非圆齿轮3R杆组机构。以下肢康复机构为例,给定8个位姿点及其他初始参数,采用上述刚体导引方法获得最终机构参数,验证了该理论的正确性和实用性。     

实现空间约束轨迹离散点的平面连杆机构设计

提出了一种平面四连杆机构的设计方法,通过自寻刚体合理的轨迹离散点,以四位置刚体导引铰链四杆机构的设计为理论基础,利用数值分析软件MATLAB得到圆心曲线以及与各连杆长度的关系图。结合实例的设计与分析,构造符合要求的四连杆机构。运用动力学分析软件ADAMS对该机构进行运动学分析,得到刚体关键点的轨迹曲线,验证了四连杆机构满足空间约束的要求。     

多任务可调四杆机构刚体导引综合的符号解

提出了一种实现多任务刚体导引综合的可调平面四杆机构综合方法,导出了可调机构的刚体导引综合方程。通过调节连架杆的长度,可以实现不同任务的刚体导引综合。针对实现多个任务的可调平面四杆机构,采用数学机械法并结合计算机符号处理技术得到二杆组的全部实数解,从中任意选取两组解即可组成满足给定要求的平面铰链四杆机构。     

四位置导引铰链四杆机构的无缺陷设计方法及软件开发

提出了四位置刚体导引机构的缺陷识别准则和无缺陷设计方法,并开发了机构综合软件系统,实现了缺陷的自动识别,适用于所有的铰链四杆机构类型。     

基于Burmester曲线进行刚体导引的类型图法

在传统的四杆机构刚体导引中,使用类型图的方法,对由Burmester曲线综合出的全部四杆机构进行属性分类,使得设计者可以在众多可行的机构综合方案中迅速定位到满足工程需要的机构。在此基础上,提出了适合类型图的缺陷甄别算法,进一步降低了四杆机构刚体导引的盲目性,提高了设计效率。文中以Matlab为试验平台,将类型图法应用到滑移装载机的工作装置设计中,取得了满意的结果。     

用快速傅里叶变换进行球面四杆机构连杆轨迹综合

根据给出的球面四杆机构连杆轨迹的数学模型,借助傅里叶级数这一数学工具,对连杆轨迹的谐波成分进行理论分析,发现连杆轨迹的谐波成分与其相应转角函数谐波特征参数和机构尺寸参数的内在联系。确定球面四杆机构的基本尺寸型,在此基础上建立包含600余万组机构基本尺寸型的球面四杆机构连杆轨迹的谐波特征参数数值图谱库。利用傅里叶级数理论建立球面四杆机构处于空间任意位置时连杆曲线的数学方程,推导出计算机构的实际安装尺寸、连杆上点的位置和机构安装尺寸参数的理论计算公式。利用建立的谐波特征参数数值图谱和推导的理论公式解决了球面四杆机构的轨迹综合问题,最后给出算例证明本方法的可行性。     

铰链四杆刚体导引机构综合的区间逃逸粒子群算法

根据杆长约束条件,给出了铰链四杆刚体导引机构近似运动综合的无约束优化模型,并应用粒子群算法(PSO)求解此优化问题。针对PSO直接在整个解空间内寻优时很难求得全部解的缺点,提出了求刚体导引铰链四杆机构近似解的混合智能算法——区间逃逸粒子群算法(EPSObIS)。数值实例表明,EPSObIS能求出近似满足刚体导引要求的铰链四杆机构。     

基于小波特征参数的平面四杆机构轨迹综合方法

小波分解可以在不同尺度下对函数曲线的特征进行提取,基于该理论,首先,对平面四杆机构连杆轨迹曲线进行小波分解,利用归一化处理方法提取轨迹曲线的小波特征参数,给出了平面四杆机构连杆轨迹曲线的小波特征参数近似描述方法。进而结合数值图谱法,将11维非整周期轨迹综合问题转换为6维机构尺寸型检索问题,同时建立包含3 004 281 900组平面四杆机构的机构尺寸型数据库。根据轨迹曲线小波特征参数的特点,利用多维搜索树,将各相对转动区间内的机构尺寸型进行分区,建立索引关键字数据库。从而通过比较给定轨迹曲线小波特征参数与索引关键字,查找并提取目标机构所在叶子结点中机构尺寸型的小波特征参数,建立自适应图谱库。在此基础上,根据给定设计要求的小波特征参数与自适应图谱库中的小波特征参数的相似程度,检索出满足设计要求的机构尺寸型。再根据理论公式计算目标机构的实际尺寸及安装位置,实现平面四杆机构非预定相对转动区间轨迹综合问题的求解。最后,利用小波特征参数法对滚压包边设备的滚轮进给机构进行设计,验证本方法实用性和有效性的同时,为传统滚压包边提供新的思路。     

平面滑块RRPRR型五杆机构的轨迹综合

滑块五杆机构可以看作是在曲柄摇杆机构的基础之上,将C点位置的铰链副转换成转动副和移动副的复合副,其运动特性相当于不同连杆长度的四杆机构运动叠加,通过对标准和一般位置连杆曲线进行快速傅里叶变换后提取谐波特征参数,利用两种位置傅里叶级数展开式之间的关系,推导出机构的实际尺寸和安装参数,并基于遗传算法对滑块五杆机构的连杆曲线进行了轨迹综合与优化,能够快速准确地求得滑块五杆机构的杆长及安装参数。该方法与代数求解和电子图谱法相比,减少了优化参数,提高了运算效率,是一种较为理想的设计方法。     

用广义逆矩阵及Roberts-Chebyshev定理进行再现计时轨迹平面铰链四杆机构的近似运动综合

提出了再现计时轨迹平面铰链四杆机构近似运动综合的一种新方法。首先利用 Ｒｏｂｅｒｔｓ Ｃｈｅｂｙｓｈｅｖ 定理将再现计时轨迹四杆机构运动综合转化为刚体导引四杆机构的运动综合。然后用广义逆矩阵将刚体导引四杆机构的近似运动综合方程组转化为二元二次多项式方程组,采用连续法或消元法求解该方程组,即可得到刚体导引四杆机械近似运动综合方程组的所有解。由刚体导引四杆机构近似运动综合方程组的每一组解出发,利用 Ｒｏｂｅｒｔｓ Ｃｈｅｂｙｓｈｅｖ 定理,可分别得到再现计时轨迹四杆机构近似运动综合的两组解,这样便求得再现计时轨迹四杆机构近似运动综合的所有机构方案。     

球面四杆机构近似函数综合的自适应方法

给出了球面运动刚体上具有二次鞍点意义的近似圆点的定义,提出了球面曲线的自适应圆弧拟合方法,把实现给定函数关系的球面机构综合转化为球面上曲线的自适应圆弧拟合逼近问题,建立了球面运动近似函数综合的数学模型和鞍点规划求解方法,由此在理论上阐明了球面四杆机构近似运动综合问题存在最优近似解和收敛性算法。为了克服初始值选取和获得全局最优解等困难,采用了遗传算法的思想,算例表明可行有效。     

平面六杆机构再现函数的设计计算

纺织、轻工机械中,平面多杆机构应用颇为广泛。但是,关于平面多杆机构的设计方法,现有的这方面书刊介绍甚少。特别是实现多位置的刚体导引及函数再现问题,设计者往往只能在参考原有机构的基础上,运用几何图解方法,制作模型,再经反复试凑和实验,而结果还不一定能获得符合预期运动要求的机构。     

可调节型空间RRSS机构刚体导引综合

提出了可调节型空间RRSS机构刚体导引综合的方法,分杆组分任务独立求解导出了相应综合方程,其中R-R杆组综合时运用了共面和反位移原理,简化了求解的复杂度。通过调节机构部分参数可实现多任务刚体导引综合,给定了任务与最大精确导引位置数之间的关系。运用混沌分形方法求出了综合方程组全部解,并给出了一个数字实例。     

基于傅里叶级数的RCCC机构运动综合

借助傅里叶级数理论建立了RCCC机构刚体转角输出的数学表达式。通过对刚体转角输出谐波成分的分析,建立了包含91 125组基本尺寸型的刚体转角输出特征参数和562 500组基本尺寸型的刚体位置输出特征参数数据库。推导了利用位置输出谐波参数计算RCCC机构实际安装尺寸和机构安装尺寸参数的理论公式。利用建立的两个特征参数数据库和理论公式实现了对RCCC机构刚体导引综合问题的求解。最后通过给出的算例证明了该方法的有效性。     

助行训练机器人骨盆位姿机构动力学分析

为了辅助偏瘫病人完成行走训练,提出了一种助行训练机器人骨盆位姿控制机构,根据该机构的原理和组成,利用凯恩方法建立了骨盆平面机构的动力学方程,并根据骨盆位姿的运动规律进行了运动学仿真计算,得到了机构运动杆件的位移、速度和加速度曲线。通过解算动力学方程得到了驱动力曲线。计算结果表明:该骨盆位姿控制机构能够实现人体骨盆的位姿控制,通过控制x、z方向的移动机构和骨盆平面机构两个杆的伸缩,可以实现人行走训练时骨盆四个自由度的运动。