内(RPS+3SPS)外(PRS+3SPS)嵌套机构运动学分析

工业自动化水平的不断提高,对混联机构的机型要求也越来越高。文中提出一种新的混联机构机型,该机型采用内外环嵌套、中间由滚珠轴承连接,内、外环分别由RPS+3-SPS和PRS+3-SPS并联机构嵌套构成。机构源于直升机自动倾斜器等价机构,可用于直升机球铰轴承疲劳试验机。文中应用螺旋理论对该混联机构的自由度进行了分析,并对该机构的位置反解及工作空间进行了研究,为机构的进一步研究和应用奠定了理论指导基础。     

自动倾斜器七种等效机构的动力学对比分析

自动倾斜器是直升机操纵系统及旋翼系统中最关键的部件,也是搭载自润滑关节轴承的重要部件,研究和分析自动倾斜器的刚柔耦合,对球铰轴承试验机的研制具有重要的意义。将ANSYS和ADAMS相结合分别建立七种机构构型的内外环嵌套动态式自动倾斜器的刚柔耦合模型,进而对它们进行动力学仿真分析。结果表明:在这七种等效机构中第六种构型(外环3-SPS+PRS、内环3-SPS+PRS+PS)在工作时运动平稳,振动幅度较弱,性能最佳,其刚柔耦合模型球铰轴承的Y方向位移、速度、加速度曲线的变换范围最小。     

一种新型共轴式直升机操纵机构运动学分析

提出一种新型共轴式少自由度混联机构,可以模拟三桨叶共轴式直升机操纵机构的运动,由下操纵3-SPS+PS+RRS并联机构和上操纵混联机构串联而成,整体机构结构简单紧凑,所以可应用于三桨叶共轴式无人机。机构对旋转盘的约束等效为一个PS约束支链,上操纵混联机构等效为几个并联机构后,运用螺旋理论分析上操纵机构的自由度,证明上下倾斜盘运动姿态一致,结合下操纵机构得出整个机构满足三桨叶共轴直升机操纵机构所需的自由度。对上操纵机构中的倾斜盘的姿态角和运动支链的位置进行分析,并得出了在下操纵机构一定倾斜姿态下变距转动角的变化规律。通过PRO/E仿真查看整体机构的运行情况。     

基于S[T]输出基和P/R输入基的混联立方机构

基于传统的串联机构单一运动副输出基灵活性和并联机构多运动副输出基稳定性的优点提出一种新型混联S[T]输出基,该输出基的球铰组成构件贯穿连接虎克铰后,仍以球铰组成构件作为输出构件,可以实现空间三维转动.通过在新型混联S[T]输出基两端增加由3个移动副P或/和转动副R的串联支链,并将机构布局在一空间立方体上,得到具有三维空间转动活动能力的3自由度机构构型27种,得到具有三维空间转动和一维空间移动活动能力的3种组合情形下的4自由度机构构型27种,得到具有三维空间转动和二维空间移动活动能力的3种组合情形的5自由度机构构型9种,得到具有三维空间转动和三维空间移动活动能力的6自由度机构构型1种,S[T]输出基和P/R输入基与立方体框架相结合,得到3,4,5少自由度空间混联立方机构构型63种,6自由度空间混联立方机构构型1种,所有64种机构构型的输入驱动数目均满足移动副数目少于或等于6,转动副数目少于或等于6,且任意一种构型中移动副和转动副的总数和为6.基于S[T]输出基和P/R输入基构建的空间混联立方机构进行混联机床的研究具有一定的理论意义与实用价值.     

混联贴标机构运动学分析及工作空间研究

根据成捆圆钢端面贴标的工程应用场景提出一种新型3T2R混联机构,该机构由3-RRP~(4R)R并联机构和2自由度旋转串联机构串接而成。提出运用两次蒙特卡洛法相结合的办法求解混联机构工作空间。建立混联机构运动学模型,根据并联机构的几何关系得到反解方程,并确定并联机构工作空间的约束条件,采用蒙特卡洛法得到并联机构工作空间内的点集;根据坐标变换矩阵求得串联机构运动学正解及混联机构运动学正解,并将并联机构工作空间内的点坐标代入混联机构位置正解中,采用蒙特卡洛法得到混联机构的工作空间内的点集。     

6-PPPS正交六自由度并联机构的位置正反解

针对一种新型6-PPPS并联机构,提出方向余弦阵法进行位置正反解的解析求解。利用机构运动副的运动参数构建并联动平台的方向余弦阵,通过添加约束条件,得到唯一的反解,同样方法可得出所有从动移动副的运动参数。根据方向余弦阵的性质构建约束方程,利用Maple软件辅助求得8组解析正解。根据球铰的约束,发现该机构实际正解唯一,给出了唯一正解的求取方法。     

直升机自动倾斜器立式专用轴承试验机的研制

直升机自动倾斜器大轴承是直升机自动倾斜器系统的关键部件,其性能直接影响直升机的操纵性能,对其进行充分的性能试验和寿命评估十分重要。因此,研制了直升机自动倾斜器立式专用轴承试验机,可在不同转速、轴向载荷和倾覆力矩的工况下,对轴承的温度、振动和电动机电流等参数进行实时监控,为大轴承产品结构、材料、润滑、加工工艺改进提供可靠数据。     

直升机自动倾斜器等效并联机构自由度分析

自动倾斜器是直升机旋翼系统及操纵系统中最关键的部件,对其结构进行分析研究,建立了自动倾斜器上、下操纵机构运动学等效并联机构数学模型—4-(R)RSS+(R)RRS+PS和3-SPS+RRS+PS。基于串并联机构理论,利用空间机构学和螺旋理论方法得出上、下操纵机构自由度,并采用螺旋理论验证了公式计算的正确性。同时应用Pro/E软件建立机构三维模型并用ADAMS软件进行仿真,分析了液压助力器速度、桨叶迎角和滚动轴承角加速度变化规律。结果验证了并联机构结构的正确性,为自动倾斜器自润滑关节轴承试验样机机构设计和尺寸确定奠定了基础。     

直升机自动倾斜器大轴承耐久性试验机研制

自动倾斜器轴承试验机可真实地模拟大轴承在直升机上的运转和承载状态,由转速控制系统、液压加载系统和数据采集系统等构成,实现了大轴承在不同飞行状态下转速和受载的自动切换,即扫谱功能。通过合理的硬件设计和软件开发,其自动化程度高,高度集成,界面友好,运行稳定,为自动倾斜器大轴承疲劳试验数据的准确性和可靠性提供了保证。     

解耦混联机构的构型综合

为综合得到解耦混联机器人构型,基于GF集理论提出一种简单而有效的解耦混联机构型综合方法及其构型法则。首先阐述GF集的概念及运算法则;其次通过GF集元素组合和转动轴线迁移定理构造混联拓扑结构,并给出机构输入运动副选择原则和解耦分支设计准则,确保了混联机构运动解耦性;然后根据该构型综合原理,完成2T2R四自由度解耦混联机构型综合具体过程;最后,针对所综合的解耦混联机构,运用混联机构末端分析方法求解其机构的自由度,同时求得其雅克比矩阵,验证了该机构的解耦特性,进一步证明了该构型方法的有效性。