双自由度平面机器人的设计与轨迹控制

设计并制造出双自由度平面机器人的试验平台,利用西门子数控伺服电机驱动机构的两个输入运动,在机构的工作空间内较精确地再现了预定轨迹,并通过实例验证了本文所述方法的正确性和试验平台方案的可行性.     

变等效摆杆长度摆动双滚子从动件盘形凸轮解析设计法

对于一般的摆动滚子从动件凸轮机构来说,摆杆是一根刚性直杆件,且摆杆长度是固定的,因此,采用反转法解析设计凸轮轮廓相对来说比较容易。而本文中所涉及的凸轮机构中,摆杆的结构形状不规则,且摆杆中心与从动件滚子中心之间的距离随凸轮转角不断发生变化,这就使得应用反转法求解凸轮轮廓时变得复杂。为了解决这个问题,介绍了摆动双滚子从动件盘形凸轮机构的结构和特点,提出了等效摆杆的概念,用几何学的方法求解得到等效摆杆长度的表达式,再通过反转法原理来设计凸轮轮廓曲线。对同类型机构中的凸轮轮廓曲线的设计有重要的参考价值和指导意义。     

球面运动副摆动力矩及转动力矩的设计计算及实验测定方法

球面运动副在空间机构中是十分重要的部件之一。本文论述了汽车、拖拉机、叉车及工程机械的转向拉杆中安装的各种球面运动副其摆动力矩与转动力矩的设计计算方法。理论分析了这些力矩的大小。并论述了运用实验测定这些力矩的方法。本文的工作为合理设计这些球面运动副提供了依据。     

平面5R并联机器人轨迹规划与运动学仿真及实验

首先运用速度为优化等速函数曲线的轨迹规划方法,在笛卡尔空间对平面5R并联机器人进行了运动学轨迹规划,得到了平滑、连续的输出角位移、角速度和角加速度曲线。其次运用Simulink/SimMechanics对该机构进行了正向运动学仿真,理论上验证了该轨迹规划方法的正确与可行性。最后基于轨迹规划和运动学仿真,对样机进行了运动控制实验研究,发现样机运行平稳,无冲击振动,位置精度较高,达到了轨迹规划的要求。     

可重复展收单折伞状天线机构创新设计与实验验证

针对现有单折伞状天线无法实现自动重复展收的问题,创新性地提出一种滚动轴承结合销轴、丝杠结合推板的展收机构,并进行了原理样机设计与验证。所提展收机构由单折肋、中心座、丝杠、丝杠螺母、上下推板、挡板、滚动轴承、销轴等组成。通过电机带动丝杠往复运动,推板上下移动,辐射肋根部在上下推板间滚动,辐射肋绕销轴转动,挡板限位锁定的方式,弥补了现有单折伞状天线的不足,创新性地实现了单折伞状天线辐射肋的重复展开与收拢。对辐射肋进行了运动学分析,得出了角度、角速度以及角加速度之间的转换关系。同时对反射体中的关键零部件进行了力学校验,以确保其可行性。设计并制作了4 m口径可重复展收单折伞状天线原理样机。通过原理样机重复展收试验,验证了所提创新机构的有效性。     

双转轴联动实验型绘图仪的设计与算法研究

主要介绍了双转轴联动绘图仪的结构设计和算法研究,重点讨论了结构设计中笔头机构设计和两种插补算法并给出了两种算法流程。实际证明了绘图仪能够取得满意的绘图效果。     

6-DOF双并联力觉交互系统设计及实验验证

研制了一种新型双并联力觉接口,采用改进Delta并联机构与3-RRR球面并联机构具有运动学解耦特性,使该构型在保证运动空间的同时消除了运动奇异点.建立了力觉接口的控制系统,提出了带有速度前馈的PI自适应稳定交互算法,实现了对于理想力信号的快速跟踪及扰动抑制.通过跟踪长方体表面及虚拟销孔装配作业实验,验证了新型力觉接口及其力觉交互系统的性能.     

多轴联动数控加工刀具轨迹的优化算法的研究和实验验证

提出一种新的刀具轨迹优化算法,使相邻加工轨迹间的残留高度值都等于允许残留高度值(规定精度),从而达到最大的切削带宽,消除了干涉.同时采用刀位显示验证方法对加工某叶片模型所得到的刀具轨迹进行验证.实验数据表明,在保证精度的前提下,轨迹数和轨迹长度明显减少,大大提高了多轴联动数控加工的效率.     

双横臂独立悬架导向机构优化仿真及参数化台架实验验证

针对双横臂悬架导向机构,要获得前轮定位参数随车轮上下跳动而变化的预期目标,必须进行参数优化设计,但其设计结果是否准确、可信,取决于设计过程所取数学模型是否正确。建立基于ADAMS/View软件的双横臂悬架导向机构仿真模型,优化了导向参数在车轮跳动过程中的变化特性,并利用自主研制的参数可调式双横臂悬架导向机构实验台构建优化后的悬架机构实物模型,进行机构模型实测数据与仿真结果的对比分析,以验证仿真模型和优化结果的可靠性。结合仿真优化及台架验证,可使双横臂悬架导向机构的分析与设计更为可靠、高效。     

双摇杆机构运动分析及设计研究

对双摇杆机构运动分析和设计方法的研究不多,有必要系统地进行相关研究。从摇杆极限位置的几何条件出发,按照主动摇杆极限位置和最长杆位置不同,分别研究了满足最短杆和最长杆长度之和大于其余两个长度之和条件的各类型双摇杆机构运动特点。给出了各类型双摇杆机构主动摇杆和从动摇杆转角与时间的关系曲线。提出了从动摇杆伪极限摆角的概念,并应用于双摇杆机构的运动分析和设计。基于运动分析结果,给出了满足最短杆和最长杆长度之和大于其余两个长度之和条件的各类型双摇杆机构解析设计方法。