运动链同构判别的最少步数序列法研究

提出用素数刻画机构构件间的运动副,并得到运动链的素数权值矩阵。在此基础上用改进的Floyd算法得到任意两个顶点间走最少步数的最小权值连乘积矩阵,并按一定规则排序。由此映射关系反映了唯一的机构运动链的相互关系,给出两个机构运动链同构的充分必要条件,建立了运动链同构判别的新方法。该方法也适用于一般的无向图的同构判别。最后通过判别实例表明该方法准确、简单且易于在计算机实现,同构判别的解决为机构综合与分析奠定了基础。     

一种基于汉明矩阵和连杆邻接矩阵的运动链同构识别方法

在机械装置的创造性设计中,应淘汰同构运动链,为后续设计减少机构方案,提高机械装置的设计效率.基于汉明矩阵提出了一种新的运动链同构判别方法.首先,从连杆邻接矩阵中导出运动链汉明矩阵;接着,将汉明矩阵的平方阵与连杆邻接矩阵的立方阵求积,得到运动链积矩阵;然后,将积矩阵各行元素以降序排列得积矩阵行序列;最后,将行序列中各元素与本文中所定义的拓扑因子相乘并求总和,得出运动链的同构识别码,即IRC(Isomorphism recognition code).同构识别码不随构件标号的改变而改变,故若运动链的同构识别码相同,则它们为同构链,否则为异构链.大量实例证明了该方法的有效性.因其简洁、高效且利于计算机执行的特点,故可以考虑将其作为同构筛选的一种新的选择.     

平面机构统一拓扑描述模型的建立及同构判别

介绍平面单铰运动链、平面复铰运动链、齿轮(凸轮)运动链常规的拓扑表达模型.然后,以单铰运动链的拓扑图为基础,提出平面复铰运动链、齿轮(凸轮)运动链的新拓扑图模型,并分析新拓扑模型的特点,给出含复铰的运动链和齿轮(凸轮)运动链的拓扑模型与平面单铰运动链的联系.新拓扑模型的优点在于与平面单铰运动链的模型相统一,方便了基于计算机的机构运动链自动综合和同构判别,从而为实现运动链拓扑图的唯一数字化,机械概念设计的自动化、智能化和网络化创造了条件.给出这几类运动链的统一的同构判别方法.     

机构运动链邻接矩阵的素数表示与同构判别

提出用素数标识机构运动链中的构件,根据运动链的邻接关系建立一个用素数表示的基本邻接矩阵.利用该基本邻接矩阵及反映次级邻接关系的素数乘积生成同构判别矩阵,给出利用判别矩阵的行列式和线性方程组的解矢量判别机构的同构或异构的方法.进一步根据解矢量元素分类情况用新的素数对判别矩阵进行动态修改,最后可以得到元素各不相同的解矢量,机构运动链拓扑图的全部节点的相对位置由该解矢量唯一定位,从而找到两个同构机构的构件标号映射关系,给出两个机构运动链同构的充分必要条件.判别方法创新之处在于利用素数动态赋予相应的构件,以虚拟破坏图结构的对称性并虚拟改变图节点的局部邻接、次级邻接关系,而图的实际结构并不改变.该方法也适用于一般无向图的同构判别.判别实例表明该方法非常有效,计算时间复杂度为多项式且可建立同构的标号映射关系,具有很高的可靠性,并且容易实现自动判别.     

含复合铰机构运动链的拓扑图表示与同构判别

提出一种适用于含任意复合铰个数的机构运动链拓扑图表示新方法,该方法在对含复合铰运动链转化为拓扑图时,在拓扑图顶点上标以顶点号和顶点对应的构件运动副数,与复合铰相连接的所有构件被看作是相互邻接的构件,该拓扑图完整表示了含复合铰机构运动链的信息,且不增加拓扑图顶点数规模。在拓扑图表示基础上,将邻接矩阵动态修改法应用到含复合铰运动链的同构判别,判别实例表明邻接矩阵动态修改法能有效对含复合铰机构运动链进行同构判别。     

基于改进的杆组邻接矩阵的平面运动链类型自动综合

为了利于计算机自动综合,提出了改进的Assur杆组邻接矩阵的平面运动链类型自动综合。首先针对构件数主动件数和选定的杆组,根据杆组组成理论求出对角线元素以及它们的不同组合,然后归纳了综合方法和步骤,定义了选定杆组邻接矩阵。因为综合法在综合构件的过程中根据杆件数、主动件数及杆组类型这些因素分类细化了运动链,并同时判断同构构型,所以综合过程具有很强的规律性,效率也很高,可以减少后面运动链同构识别与刚性子链识别的计算量,特别是对于计算机自动综合多杆多主动件的平面机构运动链,并成功应用在综合12杆以下的平面机构运动链类型。并且以6构件单主动件机构运动链为例进行了类型综合。     

一种判定运动链同构的新方法

针对机构创新设计中运动链的同构判断问题进行了讨论,提出了一种基于"规范化"邻接矩阵的运动链同构判断的新方法,并举例说明了此方法的具体运用,从而证明了采用"规范化"邻接矩阵法,可准确、高效地判断运动链同构.     

含复铰运动链支路矩阵描述方法及同构判定

在运动链构型综合过程中,相似运动链的同构判定是一个复杂且耗时的问题。提出了一种含复铰运动链支路矩阵的同构判定新方法。针对运动链中复合铰链难以识别和处理问题,提出了一种多元构件编号及支路矩阵描述方法,从而有效描述了运动链中的构件和复合铰链等信息,并且该方法具有运动链结构描述的唯一性。然后,提出了支路矩阵的素数乘积法对含复合铰链运动链进行同构判定。利用支路矩阵的多元构件编号方法可直观地比较不同运动链的对应关系,通过比较支路矩阵最后一行和素数乘积数组进行同构判定。通过案例证明该方法准确、有效且简便。     

含复铰运动链的改进邻接矩阵描述及同构判定

运动链的同构判定是一个较为复杂的问题,对于机构的型综合具有重大意义。本文中提出了一种含复铰运动链的描述及同构判定的新方法。首先,针对运动链中复合铰链难以分析、识别的问题,提出了一种改进关节邻接矩阵描述含复铰运动链的方法;接着,用特征码表示运动链的基本特征,作为同构的必要条件;然后,通过改进关节邻接矩阵构造了关节距离矩阵,并得到该矩阵的和列阵。通过判断特征码、和列阵两个结构恒量是否相等来判定运动链是否同构。最后,通过案例验证了该方法的有效性和可靠性。     

平面闭链机构的缩杆邻接矩阵变更研究

针对平面闭链机构运动特性集成的问题,对闭链机构的设计过程、闭链机构运动链数目综合过程、缩杆邻接矩阵表示、去同构链、去呆链等方面进行了研究,以此获得了各杆件不同自由度的缩杆邻接矩阵数目表。通过对各缩杆邻接矩阵的比较,提出了少杆与多杆机构局部同构的识别方法,建立了平面闭链少杆机构向多杆机构的过渡过程,在此基础上给出了平面闭链机构的缩杆邻接矩阵变更过程。最后,运用平面闭链机构缩杆邻接矩阵变更方法对现有的飞剪机构进行了改进,验证了该变更过程的可行性。研究结果表明:平面闭链多杆机构可以由少杆机构添加若干杆件及运动副获得。     

可重构空间故障容错机械臂设计

从机械臂运动学的角度，定义了故障容错机械臂、故障容错机械臂的阶、通用故障容错机械臂和特定任务故障容错机械臂，论证了通过运动学关节冗余也同样可以提高机械臂系统的可靠性，故障容错机械臂所应该具备的自由度数，以及针对不同的任务要求，设计故障容错机械臂的方法。通过将任务空间抽象简化为一系列的特征点，建立机械臂参数与理想值相关的罚函数，选择有效的优化算法，设计出了通用一阶故障容错平面位置机械臂，通用一阶故障容错空间位置机械臂，以及特定任务一阶故障容错平面位置机械臂，建立起完整的故障容错机械臂的设计方法。     

提高微压传感器灵敏度的深盆腔压力膜片研究(一)

表面微机械微小量程压力传感器采用多晶硅薄膜等有内应力的敏感膜片时，应力往往会使膜片的力学灵敏度大大下降，无法满足微量程测量的要求。波纹膜片可以消除或减小应力来提高灵敏度，但是其波纹结构本身又会造成力学灵敏度下降，从而部分抵消了应力消除的效果。提出一种新型深盆腔膜片结构，在消除应力的同时实现了比平膜片还高的力学灵敏度，可以提高微压传感器和微麦克风的灵敏度。采用解析和有限元 两种方法相结合的方法，对该种膜片进行了分析和研究。对比平膜和波纹膜结构，显示了深盆腔膜在力学灵敏度方面的显著提高。     

挂装车挂装机构的优化设计

挂装车的挂装机构具有多个自由度的运动功能,在实现每一个自由度动作时,操作者都希望不派生其它自由度的变化。本文从空间质点运动学出发,分析了空间旋转运动所派生直线位移的必然性。在此基础上对挂装车挂装机构进行优化设计,减小因机构运动产生的相互影响,提高挂装机构的操控性能。     

浅析我国现代机械制造技术的发展趋势

通过查阅文献及研究分析,对现代机械制造技术的发展趋势作了比较明确的判断,认为现代机械制造技术的发展趋势,基本为制造的全球化、信息化、网络化与自动化;我国现代机械制造技术的发展趋势,为机械制造技术将进入微型机械电子技术和微型机器人的时代,以及机械制造的高度自动化。     

基于源数估计的机械源信号盲分离方法研究

传统的机械源分离方法往往事先假设源信号的个数已知,否则无法进行机械源信号分离。然而,在实际中源信号的个数往往是是未知的。针对此不足,结合变分贝叶斯独立变量分析和自相关测定,提出一种机械源数的最佳估计方法,它是通过比较不同模型的信度来确定出信源的个数。仿真和实验结果表明该方法是有效的,并具有很好的鲁棒性。     

P-301A泵机械密封失效原因分析及改造措施

机械密封轴向装配尺寸设计不合理,导致动静环间端面比压过大,机械密封时常泄露,运行周期达不到要求。为了提高该泵机械密封的使用寿命,降低检修成本,从生产实际出发,对机械密封失效的原因进行了详细分析,并提出了具体的改造措施。     

多对称机械系统的功能设计研究*

多对称在机械系统中普遍存在,而且对系统满足设计需求起着重要的作用。系统分析国际、国内机械设计学发展的思路,阐明机械概念设计与详细设计,功能设计与原理设计,需求对称性、功能对称性、原理对称性与结构对称性的内涵,认为功能结构是功能设计的结果,功能结构体现了系统解的原理和结构布局。提出多对称机械系统的分类体系。通过对一千多个机械实例的分析,探索各种多对称在功能结构中的存在方式和在机械中的效用,发现多对称机械系统的功能结构主要由功能并联分解和组合,功能串联分解和组合,功能交叉串并联,功能并联复合,功能循环,功能选择和决策等基本模式组成。进而获取机械系统功能-载体配置原理与多对称类型之间的关联性知识和应用多对称性进行系统功能设计的规律性知识。最后利用上述知识发明一个具有多对称特征的海浪发电装置,并给出其功能结构。     

《机械制图》课程教学改革与实践

针对目前普通本科“机械制图”教学环节中存在的问题进行分析,提出为培养复合型、应用型、创新型高素质人才的需求,必须对“机械制图”教学模式和内容进行全面改革并实践,当今随着计算机技术的飞速发展,为机械制图理论和实践教学改革提供了客观条件,因此,“机械制图”课程教学改革与实践势在必行。     

动车组底部智能巡检机器人机械结构参数优化

采用当前方法优化动车组底部智能巡检机器人机械结构参数时,由于在构建参数优化函数过程中未考虑机械结构参数约束条件,使得最终优化效果差、优化后巡检机器人运动性能差,因此,提出新的动车组底部智能巡检机器人机械结构参数优化方法。根据动车组底部巡检机器人故障检测过程中,机械探测装置因电压正负极排斥产生的位移倾角,推导巡检机器人动力学方程,并将这一方程输出的巡检机器人机械结构参数矩阵与参数约束条件相结合,构建机械结构参数优化函数,利用量子进化算法求解该函数,根据函数输出结果实现巡检机器人机械结构参数优化。实验结果表明,所提方法优化效果好,优化后巡检机器人运动性能强,实际应用效果更好。     

小波分析在滚动轴承故障诊断中的应用

滚动轴承是机械系统中非常关键的部件,它的运行好坏直接关系到整个机械系统的性能优劣,因此滚动轴承的故障诊断研究是非常具有实际意义的。本文对轴承早期损伤引起的故障信号进行了分析,通过比较频谱分析和小波分析的特点,采用小波分析技术对检测的信号进行处理,利用小波变换的分解和重构算法,对具有故障特征的信号进行重构,再通过希尔波特变换进行解调和细化频谱分析,有效地提取出噪声掩盖下的滚动轴承故障特征信号,从而实现对滚动轴承的故障诊断。