基于Recurdyn的双空间四杆机构摩擦试验机运动分析

对双空间四杆机构摩擦试验机运动学进行了理论分析,并对空间四杆机构耦合运动关系进行了分析,采用MATLAB软件对油缸加载的位移控制曲线进行了求解。以双空间四杆机构末端实现圆轨迹耦合运动为例进行了求解,得到加载油缸的位移函数。采用多体动力学软件Recurdyn对空间四杆机构摩擦试验机进行运动学仿真分析,以MATLAB求得的油缸位移函数进行位移控制,得到双空间四杆机构末端运动轨迹为圆,验证了双空间四杆机构摩擦试验机运动学理论的正确性,得到空间四杆机构其他位置的参数,为双空间四杆机构摩擦试验机的设计提供了理论依据。     

自卸半挂车举升机构设计

以AKL9400ZZXC自卸半挂车为例,运用运动学和动力学理论,基于作图法及动力平衡方程,对每节油缸即将伸出时的危险工况进行受力分析,计算直推式举升机构各节伸缩油缸直径,并给出推导过程。结果表明,所选油缸总行程及各节油缸直径满足设计要求,该方法为举升机构结构设计及失效模式分析提供了可靠的依据。     

五臂混凝土泵车臂架变幅机构的仿真研究

通过ADAMS/VIEW软件模块建立某48m混凝土泵车臂架变幅机构的三维仿真模型,在ADAMS/VIEW模块中,以混凝土泵车5节臂架全部水平工况为基础,分别对第1、第2、第3、第4、第5节臂架进行由初始位置到最大位置间的运动仿真分析,得到了在10种工况下各节变幅油缸下各节变幅油缸受力曲线,并确定了各节臂架变幅油缸最危险工况时的最大受力.依据仿真出的各节臂架变幅油缸最大推力和拉力,分别计算出变幅油缸无杆腔和有杆腔的最大工作压力,为选择合理的臂架变幅油缸型号和臂架变幅机构优化设计提供了理论依据.     

足式机器人腿部零动力元机构设计及运动学分析

为降低足式机器人腿部质量,提高机器人动力学特性,同时避免电机的频繁往复运转,基于4杆机构的运动传递原理,设计了一种足式机器人腿部机构,将大腿小腿的驱动电机布置于机器人腹部,实现了腿部零动力单元化。基于D-H法,推导了腿部机构的运动学模型,利用Matlab进行了运动学数值求解,通过与ADAMS虚拟样机仿真结果的对比,验证了理论推导的正确性。基于运动学模型,通过计算对比分析4杆机构各构件不同杆长条件下,腿部关节的运动学响应关系,并对足端轨迹进行了对比分析,确定了腿部机构杆长的最佳尺寸。研究表明：将曲柄摇杆机构应用于足式机器人腿部机构的驱动,可充分发挥4杆机构的运动优势,同时避免急回特性对构件运动产生的不利影响,从而提高机器人的行走效率,为后续实验样机的设计与搭建提供了参考。     

液压挖掘机轨迹规划及运动仿真

运用D-H(denavit-hartenberg)矩阵法对液压挖掘机工作装置进行正、逆运动学分析,得出挖掘机驱动机构空间、关节空间以及铲斗位姿空间的关系。运用Robotics Toolbox建立挖掘机工作装置运动学仿真模型并进行点到点轨迹规化和运动学仿真,得出动臂关节、斗杆关节和铲斗关节角度以及铲斗末端位姿随时间的变化,再通过逆运动学求解出液压油缸的位置。检验了该型号挖掘机作业空间和各杆件运动参数的合理性,为挖掘机运动仿真提供了一种简便的方法,并为挖掘机的自主挖掘研究奠定了运动学基础。     

水平定向钻机动力头和伸缩臂防撞控制系统

针对目前水平定向钻机动力头易与伸缩臂碰撞,导致伸缩臂、动力头、钻杆损坏的问题,设计了一种伸缩臂和动力头自动防撞控制系统.该系统通过安装的感应装置与液压控制油路相结合,有效控制伸缩臂和动力头的伸出状态,避免施工过程中,伸缩臂与动力头发生碰撞引起伸缩臂、动力头、钻杆以及钻机前部虎钳的损坏.     

基于模糊PID的送杆机构同步控制建模与仿真研究

针对某课题组所设计的岩心取样钻机用送杆机构的同步控制问题,对因两边运送油缸的进油流量、油缸泄露、负载力耦合等因素导致运送支架的卡槽中心线与储杆箱中杆件的中心线存在偏角,杆件不能精确落到卡槽内,送杆机构不能正常工作的原因进行了研究。通过同等方式建立了送杆机构的送杆过程的数学模型和两缸闭环同步控制系统模型,并设计了模糊PID控制器;利用MATLAB的Simulink模块进行了仿真分析,并将其结果与传统PID控制效果进行了对比。研究结果表明:模糊PID控制系统工作稳定、响应速度快、同步精度高,油缸能够较好跟踪控制速度和位移信号,低速时最大同步误差只有0.09 mm,高速时最大同步误差只有0.13 mm;送杆机构能够精确送杆。     

牛头刨床六杆机构的优化设计及仿真

利用优化设计和ADAMS运动仿真技术,优化了牛头刨床六杆机构,改善了其综合性能,设计过程实现了机构设计的形象化和最优化的统一。首先利用矢量解析法对六杆机构进行了运动学分析,然后建立了以刨头的工作速度平稳性为目标函数的优化设计数学模型,采用复合形法对其进行求解。最后利用ADAMS软件对优化后的机构进行了仿真,结果表明,优化后的六杆机构中,刨头在工作行程中的速度平稳性得到了明显改善,加速度峰值减小了39.17%,空行程时间缩短了41.67%,由此可以提高刨削效率和质量。     

旋挖钻机变幅机构有限元分析

变幅机构为旋挖钻机的重要支撑机构,在钻孔工作中为动力头提供支撑.文中利用COSMOS软件对变幅机构进行了有限元分析,得出了变幅机构在钻机的各种极限状态下的应力、应变云图,通过分析结果验证了变幅机构设计合理性.     

双滑块驱动2自由度五杆机构的运动特性分析

工业操作常常需要作各种平面曲线运动,不仅对轨迹形状有要求,而且对其运动特性(速度、加速度)也有要求.文中研究一种简易实用的两驱动滑块在同一导轨上运动的2自由度平面五杆机构,推导了该机构运动学正反解计算公式,基于其运动学反解仿真分析了该机构末端操作点行走轨迹满足各类直线、圆轨迹及封闭组合曲线时,两滑块驱动运动规律及特性,为这种简易2自由度操作手的实时控制及工业应用奠定了基础.     

闭链级联式机器人基于旋量理论的运动学分析方法

闭链级联式机器人由若干个平面四杆机构和空间杆机构串联而成,将这些杆机构中从基座到操作端最短的开链定义为主运动链,这样闭链级联式机器人的运动学分析就转化成了一个开链和若干个单闭链的运动学分析问题。主运动链的运动学分析采用指数积公式。主运动链的关节位置和速度信息可以由各个关节所在的单闭链的运动学分析得到。平面四杆机构和空间六杆机构的运动学分析可以通过建立闭链的结构方程来实现。最后综合主运动链和各个单闭链的运动学分析的结果即可得到主运动链关节空间与末端执行器位形空间的位置和速度映射关系,从而完成整个闭链级联式机器人的运动学分析。     

ZMK5530TZJ100型车载钻机变幅机构分析及优化

通过建立车载钻机变幅机构的力学模型,对变幅机构油缸、铰支点和后支撑进行了受力分析,得到了油缸推力、油缸压力、铰支点支撑力和导杆传动角在桅杆立起过程中的变化规律,为同系列车载钻机的结构、强度设计提供了理论指导和设计依据,最后采用拓扑结构优化的方法对后支撑进行了改进设计,使最大应力降低了44.45%,同时质量降低了14.81%。     

多节臂泵车布料机构浇筑自动规划及其仿真

本文给出了以混凝土泵车各臂油缸长度为参变量的布料机构浇筑过程的轨迹规划计算方法。在解决布料机构运动学分析的逆问题及最优运动规划的过程中,采用了基于多峰值并行搜索的遗传算法来求解最优控制优化目标函数,并对施工过程进行了仿真。     

双臂吊装机械手机构设计

为提高某锰电解厂电解工艺生产效率,改善工人劳动环境,设计了具有双臂独立运动的吊装机械手。首先对生产工艺要求进行分析,因其垂直工作行程较大,为了避免螺杆行程过长造成运动不稳,选择五杆缩放机构作为机械臂。确定了机械臂夹持端的工作范围,计算了各种位姿下机械臂各杆的长度和机械臂可能达到的最高点,并计算了各主要杆件的弯矩。由于该五杆机构采用缩放方式来放大机械臂末端的行程,巧妙避开了可能因工作垂直行程大造成的机构运动不稳定和空间不足等问题。     

混合驱动六杆机构的轨迹特性及优化设计

混合驱动机构是一类多自由度机构,是一种柔性机械系统。它的基本思想是采用常规电机和伺服电机作为其动力源,常规电机为系统提供主要动力,伺服电机起运动调节作用,两种类型的输入运动通过一个多自由度机构合成后产生所需要的输出运动。本文首先对混合驱动六杆机构的轨迹进行了分析,然后又在混合驱动六杆机构逆运动学分析的基础上,以机构输出轨迹偏差最小建立目标函数,建立了实现给定轨迹的优化设计数学模型,通过对一个示例优化设计得到了混合驱动六杆机构的尺寸参数。     

钻杆自动传送系统运动学分析及仿真研究

结合大陆科学钻探钻机的施工要求,设计钻杆自动传送系统,系统具有结构简单、动作可靠、易于控制等优点,能够代替人工完成在钻井起下钻作业过程中的钻杆夹持、提升、下放、平移和回转等操作,实现钻具的自动输送及排放.介绍钻杆自动传送系统的结构组成、工作原理及系统的动作流程.对系统模型进行运动学理论分析,建立系统的D-H坐标系,通过分析求解得到了系统的正运动学方程及运动学反解,建立末端夹持机械手中心的空间位置、方向矢量及位姿与各运动构件运动参数间的变换关系,为系统的运动控制、轨迹规划等进一步研究提供了基础.利用ADAMS仿真软件建立系统仿真模型,对系统进行运动仿真模拟,得到夹持机械手运动中的位置、姿态和空间轨迹仿真曲线,验证了系统的性能,为系统实际动作的优化及控制提供了重要依据.     

多足机器人混合驱动机构的特定轨迹分析与实验研究

引入混合驱动机构的多足机器人能够实现快速移动,同时具有良好的灵活机动能力。针对该类基于混合驱动机构的多足机器人腿部机构的足端轨迹运动控制问题,首先进行了混合驱动七杆机构的运动学分析,得到了机构末端点的轨迹曲线簇;然后利用线性插值方法寻找特定轨迹与轨迹曲线簇的近似交点序列;进而推导出相对应的曲柄角度和丝杠长度序列,从而控制曲柄电机和丝杠电机的运动实现特定足端轨迹。以直线轨迹和大跨步轨迹为例进行实验研究,其结果表明实际轨迹与理论轨迹的吻合程度较高,误差的波动范围较小,在机器人腿部机构的足端轨迹规划中应用上述方法具有可行性。     

闭链弓形五连杆越障能力分析与运动规划

为了考察闭链弓形五连杆的地形适应性,分析其越障能力并对越障过程进行运动规划。建立闭链弓形五连杆质心运动学分析模型,利用齐次变换推导了杆系质心坐标关于接触角和主动关节角的表达式。通过分析越障过程中的运动约束和几何约束,建立最大越障高度的数学模型,利用数值算法获得了最大越障高度随接触角和关节圆半径的变化曲线。根据质心可行域边界曲线内凹的特点,依照行程最短策略采用切线法来规划越障过程中系统质心运动路径,进而利用运动学逆解得到主动关节轨迹。通过样机试验验证了分析结果的正确性。     

大公称力行程冷挤压机肘杆机构的优化分析

介绍了决定冷挤压成型效果的关键机构—肘杆机构的特点,并分析大公称力行程冷挤压机的成型特点,进而将普通肘杆机构演变为变形肘杆机构;对变形肘杆机构进行运动学分析,建立数学优化模型,采用内外惩罚函数法对变形肘杆机构各关键参数进行优化,进而得到满足大公称力行程冷挤压机肘杆机构的参数组合。最后根据优化得到的结果,建立实体模型并进行运动仿真,绘制出不同参数下的滑块速度行程曲线,根据冷挤压成型特点,选择符合要求的曲线参数,即为优化结果。     

基于遗传算法的多主轴头加工空行程轨迹规划

针对多主轴头五轴机床加工时需手动规划空行程的问题,提出一种空行程轨迹自动规划方法。在机床运动学建模的基础上,针对刀位点轨迹和刀轴矢量,分别提出基于最短路径的刀位点轨迹规划和无碰撞刀轴矢量规划,将空行程规划问题转化为参数优化问题。为了简化碰撞检测,提出两级相交检测算法。通过加权系数法建立空行程规划的目标函数,并采用遗传算法求解,规划出一条无碰撞、运动时间最短、旋转轴角度变化量最小、末端轨迹最短的具有柔性的理想轨迹。在Vericut建立的仿真平台上,验证了该方法的可行性和有效性。所提方法具有拓展性,通过多次分解轨迹求取棱交点能够实现复杂工件的空行程规划。