基于MATLAB的平面四杆机构运动学分析

文中以铰链四杆机构为研究对象,在对其进行运动分析的基础上,建立数学模型,应用MATLAB／GUI工具箱,开发出了平面四杆机构的运动学分析系统软件。用户只需在系统图形界面的文本编辑框中交互地输入四杆机构各构件的参数和原动件的角速度,就能迅速地输出当原动件转动1周时从动件的位移、速度、加速度的变化规律曲线。     

悬臂式掘进机截割机构运动学分析

现代化煤矿要求提升掘进装备的自动化水平,以实现掘进工作面的少人化甚至无人化。为进行悬臂式掘进机的巷道断面自动成形控制,需要首先理解截割机构的运动学机理。因此,建立了升降机构及回转机构的运动学模型,并分析了油缸与悬臂之间的运动学关系,分析结果为控制系统的分析设计以及结构优化设计提供了必要理论基础。     

基于机构运动学分析的人体下肢几何参数提取

由关节中心(轴)位置所确定的下肢几何参数是步态运动测量与分析的关键参数。已有的基于三维运动捕捉系统的步态运动测量应用中,人工干预因素较多,存在一定的主观性,从而对步态运动的测量信度产生显著的不利影响。针对这一问题,在对下肢环节和关节进行合理机构学简化的基础上,建立人体下肢多刚体运动学模型;通过下肢机构运动学分析,改进标志点设置方案;通过构造下肢运动的约束方程,充分利用大量的采样数据,推导了关节位置、模型几何参数的拟合算法。并通过试验验证测量方案及算法的有效性。     

基于遗传算法的平面并联机构运动学设计

针对平面并联五杆机构提出了基于总体灵活度的运动学设计方法。该方法将运动学设计问题归结为全局运动性能指标最大为目标的单目标有约束优化设计问题，并采用遗传算法搜索到一个最优解，将其与采用随机方向法所得到的解进行比较，结果表明遗传算法具有明显的优点。     

基于微分几何理论的机构研究方法

基于机构工作空间积分函数求偏导数的方法,通过工作空间积分函数并分别定义串联、并联、串并联机构的积分域来求解机构的工作空间体积,并得到了机构一元、二元、三元输入函数奇异的死点、极值点的判断条件;通过对其求二阶偏导数来定义判断机构各输入变量之间的耦合度G<,k>,由耦合度G<,k>是否为0即可判断机构各输入变量之间是否具有解耦特性;基于工作空间函数与输入变量的关系,以及输入变量与时间的关系,定义了3个新的衡量机构运动特性的指标:定位精度影响因子、动态响应影响因子、灵敏度影响因子,并给出其计算过程和物理意义,为机构运动特性的研究拓展了途径.     

3-PRP平面并联机构运动学分析

介绍了一种具有两平动和一转动的平面三自由度并联机构。首先,对该并联机构进行位姿分析,并且建立位姿正解和逆解方程,求解出其位姿正、逆解;其次,利用MATLAB软件编程对一组实验数据进行计算,求出位姿正解和逆解的结果进一步验证方程的正确性;最后,根据位姿正解和逆解方程分别求解出机构输入和输出的速度和加速度。研究结果表明3-PRP机构结构简单,易于控制和驱动,是对3-RRR类平面并联机构的重要补充与深化。为该机构的工作空间、轨迹规划、优化设计等性能的研究提供了理论基础。     

平面并联机构正运动学分析的几何建模和免消元计算

为了解决三自由度平面并联机构的正运动学分析建模和求解时,需要建立坐标系和消元的问题,基于共形几何代数（Conformal geometric algebra,CGA）提出一种脱离坐标系的几何建模和免消元计算方法。在共形几何代数框架下通过基本几何体的相交、分离和对偶运算,表示出动平台上的两个铰链位置;根据动平台三角形面积的有向性,并经过一系列的几何代数运算和化简推导出该问题的特征多项式方程;通过半角正切变换、欧拉变换或不需要任何变换可直接获得任意构型的平面并联机构正运动学分析的一元高次方程。特征多项式方程的推导脱离了坐标系,不需要经过消元,且不需要任何前提条件。数字实例求解表明提出的方法对于特殊构型和一般构型的平面并联机构都是适用的,验证了算法的正确性,结果表明算法数值鲁棒性好,为平面并联机构运动学求解理论提供了一种新思路。     

基于Pro／E的平面机构设计与运动学分析

Pro／E作为一种常用的计算机辅助设计软件,在机械设计。工业设计等领域应用广泛。但它的广泛应用主要在三维建模方面,平面辅助设计功能往往被人所忽视。文中引用实例论述Pro/E在平面机构设计和运动学分析中的独特应用。     

基于微分几何的并联机构动力学及复合控制

在应用微分几何和黎曼度量分析串联机构动力学模型的基础上,结合并联机构的特点,推导了简单、统一的并联机构动力学模型,并将其投影到约束力和切向力方向,进而提出了并联机构的力/位置复合控制的控制算法。对一个二自由度平面并联机构的仿真结果表明,所提出的算法可有效控制约束内力、外力和末端位置。     

球面射电望远镜主动反射面支撑机构运动学分析

针对主动反射面支撑机构的要求,提出一种能够实现一个方向移动和两个方向转动的空间3自由度并联机构。研究了机构的运动学建模方法,构造出运动学的逆解方程和速度传递方程,给出了运动学正解的数值求取方法。系统分析了机构三类奇异位形,以及机构的位置空间和姿态空间。分析结果表明该机构适用于射电望远镜主动反射面支撑机构。研究也为此类机构的尺度设计,路径规划和控制提供了理论依据。     

掘进机截割部传动机构的运动学仿真

在分析掘进机结构的基础上,基于Pro/E软件建立三维模型,对掘进机截割部中的减速器、联轴器等传动机构的动态特性进行分析。结果显示所选型掘进机能够满足实际生产的需求,确保设备能够在各种环境、工况下均能够保证最佳的截割特性,以保证巷道的掘进速度和质量。     

平面变胞间歇机构运动学分析及其仿真

利用平面变胞机构可以实现机构有停歇的往复运动,进一步丰富间歇机构的内容,同时与其他间歇机构相比它还具有设计简单、加工容易、结构轻便等优点。采用杆组法建立了机构运动分析的数学模型。基于TureBasic,编程计算机构的运动参数,为动力学分析提供依据。使用虚拟样机技术对机构进行运动学仿真,计算结果及仿真结果相互验证,证明了杆组法分析平面变胞机构的有效性和仿真结果的可靠性。     

一种两自由度平面并联机构的运动学分析

针对一种两自由度平面并联机构,利用Catia建立了该机构的三位立体模型,对其进行了运动学的正反解分析,在此基础上利用Maple对该机构的工作空间进行了讨论,研究了机构各个参数对工作空间的影响,并且给出了该机构的奇异点,为其进一步实际应用奠定基础.     

平面剪叉式机构通用运动学模型的建立与分析

以平面直角坐标的齐次坐标变换法为基础,介绍了一种平面剪叉式机构运动学建模方法;运用所得结论,对平面变比例剪叉式机构进行了运动学分析与仿真。文中介绍的平面剪叉式机构运动学模型建立与分析方法,理论清晰、运用简便、通用性强,为对剪叉式机构进行进一步的理论研究和设计制造,提供了依据和基础。     

新型完全各项同性平面并联机构的运动学分析

提出一种新型3自由度平面并联机构,该机构由三条不同的分支运动链将动平台和静平台连接而成。并通过运动副合并,得到另外一种新型平面并联机构。基于单开链单元理论分析机构动平台的运动输出特性,推导出机构的位置和速度的运动学方程。由于速度雅可比矩阵为3×3阶单位阵,故机构主动副的输入速度与动平台的输出速度间存在一对一的映射关系,即动平台的一个输出运动只需要一个主动副控制。同时,由于雅可比矩阵的条件数恒等于1,所以机构在整个工作空间范围内表现为完全各向同性。     

非圆齿轮机构运动轨迹微分几何研究

利用平面作图分析设计非圆齿轮节曲线和复杂机构运动特性,相对困难.文中在分析了非圆齿轮几何特性和运动学关系的基础上,利用Pro/E建立了椭圆齿轮和行星机构的三维模型,采用微分几何方法,对行星差速机构的运动轨迹曲线以及特殊位置进行了仿真分析.     

基于封闭矢量法的平面混合输入机构运动学仿真研究

介绍了机械原理中的封闭矢量法,然后以双自由度平面混合输入机构系统为研究对象,采用该封闭矢量法对系统机构不同运行状态进行了运动学分析。以此为基础,进行了机构运动输出的动态仿真模拟,为更深入研究平面混合输入机构运动学问题提供参考。     

支撑式冲击破岩掘进机支护机构的疲劳分析

为探究支撑式冲击破岩掘进机支护机构的疲劳特性,利用Solidworks和Ansys Workbench建立了该支护机构的有限元模型,对两种典型工况进行静强度分析,得到机构的静应力、应变峰值以及安全系数云图,找出了薄弱关键点;根据静强度分析的结果,插入Fatigue Tool模块对支护机构进行寿命计算和疲劳敏感性分析。结果表明:该机构最小疲劳寿命循环次数为1.3419×10~7次,大于设计寿命10~7次,位于龙门架与机架连接处,有应力集中,是支护机构的的薄弱部位。最大总损伤0.745,与最小寿命位置相同。所得结果为改进该机构设计、提高疲劳强度、延长寿命提供参考。     

基于ADAMS的四连杆机构运动学分析

介绍了基于ADAMS的四连杆机构运动学在ADAMS三维仿真教学环境下所使用的主要建模方法,分析了其主要运动受力情况。通过仿真实验结果对比分析发现,运用ADAMS进行运动学仿真软件实验分析,可以突破平面图纸的分析局限性,ADAMS仿真软件辅助教学能够在四连杆机构运动学的教学中起到有效的应用价值。     

平面3-PRP型并联机构运动学及奇异性分析

平面3-PRP型并联机构在平面上具有3个结构对称的支链形式,每个支链由一个移动副(P)连接基座、1个移动副(P)与动平台相连接,2个移动副通过转动副(R)所连接。采用矢量分析方法对3-PRP型并联机构运动学正/反解进行求解,并基于雅克比矩阵对其速度和奇异性各向同性配置进行分析。仿真结果表明,3-PRP型并联机构在工作区域内无奇异位形,并可通过运动参数的调节提高运动精度。