基于遗传算法的RPRPR五杆机构实现轨迹综合与分析

基于五杆机构的基本理论和三角形稳定性原理,提出能够精确实现“任意给定轨迹”的RPRPR五杆机构;建立精确实现“任意给定轨迹”五杆机构的优化模型;分析补偿速度、加速度和转动速度、加速度的数值计算方法;采用遗传算法求解优化模型;实例表明该机构和计算方法的正确性。     

利用连杆转角曲线进行平面连杆机构轨迹综合的研究

提出并解决了利用连杆转角曲线β（）进行平面连杆机构轨迹综合的计算机方法。在解决了由给定封闭轨迹向连杆转角曲线转化的关键技术和方法的基础上，用该方法建立了一系列已知四杆机构的连杆转角曲线数据库，从而可以在已建立的数据库中寻求出能够实现给定轨迹的四杆机构，达到近似实现轨迹曲线“无穷多点”的“精确”机构综合。     

基于拉格朗日方程的受控五杆机构动力学分析

分析平面刚性受控五杆机构实现任意给定运动时的补偿运动及运动动力学特性,建立基于拉格朗日方程的受控五杆机构系统动力学模型.通过给定精确实现的运动,求得其补偿运动的位移、速度、加速度,然后利用该动力学模型求出实现该给定运动时曲柄所需的平衡力矩和受控原动件所需的推力,为控制系统驱动元件的选择提供依据.     

平面二自由度全铰链五杆轨迹机构综合方法的研究

对平面二自由度五杆机构的位姿形式及位置逆解进行分析之后,提出了用二自由度辅助机构进行全铰链五杆轨迹机构综合的方法。该方法先将平面二自由度全链五杆机构看成由两个开链二杆机构组成的机构。然后按照给定要实现的轨迹,用二自由度辅助机构分别综合出两个开链二杆机构。最后再将综合出的两个开链二杆机构组合成全链五杆机构。按照此种方法综合出的全铰链五杆机构可精确地实现给定的轨迹,配以合适的驱动方式可进行异形边界及系列边界的加工,本文的研究为特殊类型边界的加工提供了手段。     

弹性受控五杆机构精确实现轨迹的综合方法

以优化后的四杆机构为受控五杆机构的初始机构;接受控机构学原理,计算精确实现Ｎ点所构成轨迹的受控构件的补偿运动;分析受控五杆机构实现轨迹的动态误差分析;计入动态误差分析后调整补偿运动,并再次分析受控五杆机构实现轨迹的动态误差分析,直到实现轨迹综合误差最小;从而得到弹性受控五杆机构精确实现轨迹的综合方法。     

六杆机构的双目标轨迹综合与运动分析

六杆机构是一种被广泛应用的机构,为保证机构设计精度,提高设计效率,给出了六杆机构双目标轨迹综合与分析一体化设计方法。首先,建立六杆机构轨迹综合方程,分析得出该六杆机构双目标轨迹综合最多可实现给定5位置的精确轨迹综合。然后,为实现综合方程的高效精确求解,引入再生同伦算法,克服了代数求解消元难、近似求解初值选择难的问题。为筛选出综合所得机构中具有实际工程应用价值的机构,基于2R杆组叉积符合开展了六杆机构运动缺陷判定,建立六杆机构环路方程进行运动学分析。最后,以残障者移位机开合机构设计示例,验证所提理论与方法的正确性与有效性。     

受控机构实现轨迹的运动误差研究

刚性受控五杆机构实现给定轨迹因结构参数误差引起的运动误差，以受控原动件运动误差最小为目标，采用最小范数法确定刚性受控五杆机构各杆结构参数误差；在此基础上，进一步分析受控原动件运动误差变动与实现给定轨迹误差间的关系，为受控原动件的选择提供重要的依据。     

基于模糊优化的可调平面五杆机构多任务轨迹综合

针对可调平面五杆机构多任务轨迹综合问题,提出一种基于模糊集理论的机构轨迹优化综合方法.以机构实际实现轨迹与给定轨迹任务的位置误差最小为目标函数,建立可调平面五杆机构多任务轨迹优化综合模型,并采用模糊优化方法进行优化.在确定机构变量的约束条件时考虑了各设计变量、约束条件的模糊性,因此综合结果更加客观合理,并给出数字实例.     

基于五杆机构的3D打印头传动设计与轨迹控制

根据3D打印对充足空间、精确轨迹、恒定速度三方面的要求,设计了一种二自由度五杆机构作为3D打印头的平面传动机构。研究了机构尺寸与运动特性的关系,并定义了最佳打印区。提出一种基于瞬心速度转置法的轨迹控制方法,MATLAB仿真结果显示,该方法能有效控制五杆机构末端执行点在任意轨迹上匀速运动,位置精度和速度波动的综合评价指标优于传统位置环控制方法。     

刚性受控五杆机构精确实现给定函数的研究

本文研究了用受控五杆机构来精确实现任意给定的函数,使得每一步的补偿运动量的最大值最小。研究了相应的数学模型的建立方法,并编制了计算程序。     

基于遗传算法的五杆机构实现轨迹优化综合

本文以补偿位移最小和曲柄均匀转动为双目标函数,建立了五杆机构实现多点轨迹的优化模型;指出了五杆机构的全域优化综合是多峰,多态,多模型,多不等式约束优化问题;提出了运用擅长全域搜索的遗传算法直接求解该优化问题,实例计算表明该方法是实用可行。     

Design and forward kinematics of the compliant micro-manipulator with lever mechanisms

This paper presents the forward kinematics of a five-bar compliant micro-manipulator. To overcome the limited displacement of such a flexure-based mechanism driven by piezoelectric actuators, lever mechanisms are utilized to enlarge the working range. The mechanical design of the micro-manipulator is firstly described. Mathematical formulations for the five-bar mechanism are described and the solutions are developed to decide the end-effector position in Cartesian space. The amplification factor of the lever mechanism is also derived based on the analytical solution of the four-bar linkages. The velocity of the end-effector is obtained by differentiating the forward position kinematic equation, and the local mobility index of the five-bar compliant mechanism is determined and analysed. Based on linearization of trigonometric functions and constant Jacobian matrix, numerical simulations are carried out to investigate the performance of the five-bar compliant manipulator and to determine the optimal geometric parameters for the configuration. The comparisons between the exact solution and simplified methodologies are conducted. Experiments are carried out to validate the established model and the performance of the developed micro-manipulator.     

基于遗传算法的混合驱动铰链五杆机构的优化综合

在对铰链五杆机构进行正运动学及动态静力分析的基础上,采用遗传算法,分两步完成了精确实现给定轨迹且具有较好动力性能的混合驱动铰链五杆机构的优化综合。第一步:在假定伺服电机与常规电机匀速转动的前提下,进行五杆机构的尺度综合;第二步:保证第一步所得机构尺度参数不变,兼顾伺服电机的功率最小,运用Bezier曲线拟合伺服电机的运动规律,进行伺服电机动力性能的优化综合。给出的优化综合实例表明了该方法的有效性。     

一种含一个螺旋副的垂直交错轴五杆传动机构

本文提出了一种含有一个螺旋副、输入输出轴线垂直交错的五杆传动机构。研究了输出构件按任意给定的运动规律摆动且满足最大压力角条件的螺旋副几何尺寸的设计方法。设计实例表明了该种传动机构设计简单、工作平稳、噪声低。     

可实现平面任意曲线的新型五杆机构研究

提出了一种可实现工作空间内任意曲线的具有对称结构的RPR平面闭链五杆机构,通过对该机构的运动学和动力学分析,提出了一种驱动器状态空间方程的计算方法,并通过实例分析,验证了该方法的可行性,为该机构的进一步研究及应用提供了理论依据。     

基于功率键合图的混合驱动五杆机构动力学分析

介绍了基于键合图理论的混合驱动五杆机构的动力学分析方法,给出了机构的键合图模型．为确定混合驱动五杆机构的主辅驱动力、力矩大小提供了一种规则化,适合于计算机自动生成的动力学程式,并给出了其动力学分析一具体实例。     

锻造操作机提升机构设计方法

基于螺旋理论并结合工程实际对锻造操作机的构型设计进行系统、深入的研究,构造多种串并联形式的混联结构锻造操作机提升机构构型。这些锻造操作机提升机构的升降和俯仰运动采用平面五杆机构实现,侧移运动采用一种典型DANGO&DIENENTHAL(DDS)锻造操作机的侧移系统实现,大车前进方向的移动和侧摆由悬挂系统实现。所以这些锻造操作机提升机构解耦性能高,均为实际应用中可以考虑的构型。根据实际工程经验可知,锻造操作机的悬挂系统为由前悬挂部分和后悬挂部分组成的并联机构,前悬挂部分由两根对称的悬挂杆组成,后悬挂部分由单根悬挂杆或两根对称的悬挂杆组成。将悬挂并联机构型综合分为后悬挂部分含单根悬挂杆和两根悬挂杆两种情况进行讨论,采用基于螺旋理论的约束综合法,构型得到了四种悬挂并联机构构型,其中三种构型为无过约束机构,应用前景广泛。     

混合驱动五杆机构实现给定轨迹的参数优化设计

在混合驱动五杆机构运动学分析的基础上,以机构输出轨迹偏差最小为目标函数,结合双曲柄的存在条件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五杆机构的尺寸参数和伺服电机的输入转角函数。