自动装盒机椭圆-圆齿轮行星轮系取盒机构轨迹分析与设计

自动装盒机连续旋转式行星轮系取盒机构与间歇式往复摆杆取盒机构相比,机构振动小,速率更高。基于行星轮系取盒机构输出末端内摆线运动特性要求和非圆齿轮传动比可变的特点,提出一种椭圆-圆齿轮行星轮系代替现有的圆齿轮行星系取盒机构,使输出末端运动轨迹和特性得到优化。建立圆齿轮行星系取盒机构和椭圆-圆齿轮行星轮系取盒机构的运动学模型,分析两种机构的工作原理和运动特性,对机构进行轨迹仿真和运动特性求解,分析出机构主要参数对机构运动轨迹和特性的影响。利用人机交互的方法,对椭圆-圆齿轮行星轮系取盒机构的参数优化,得到一组较优的结构参数,并建立三维仿真模型。参数优化后的椭圆-圆齿轮行星轮系取盒机构运动特性与圆齿轮行星系取盒机构对比,在取盒和放盒工位的速度变化减小14.3%,最大加速度减小9.9%。上述研究可为行星轮系高速吸盒机构的设计提供理论依据。     

偏心渐开线齿轮传动的不等分模型及其数值解法

针对等分模型下配对齿工作齿廓出现实际啮合不会发生的齿廓交叉或者分离现象,根据渐开线齿廓啮合几何关系,提出一种不存在假设误差的偏心渐开线齿轮传动不等分模型,以奇数齿偏心齿轮传动为例,给出不等分模型数值求解的完整算法。根据内公切线与两轮配对齿工作齿廓的交点数不同,啮合点搜索算法能处理任意转角关系下连续转动的4种情形,能正确产生7种不同的配对结果。计算结果表明,几何中心连线与内公切线段的交点不相互等分两线段,啮合点不总是在内公切线上,和轴心距大小无关。当基准齿工作齿廓坐标点数为5 000点时,啮合点搜索的坐标控制精度可达到0.001 mm,转角误差精度可达到0.001°,计算方法可以得到非常精确的转角关系,可以为偏心齿轮传动的准确分析和优化设计提供依据。     

空心锭结构参数对喷气涡流纺内流场的影响

为研究空心锭外圆锥面上斜孔结构对喷气涡流纺成纱性能的影响,采用Solidworks建立了加捻腔的三维CAD模型,利用Fluent 15建立了加捻腔的流体计算力学模型,并进行了流场仿真,研究了流场的气流流动特性以及压力场、速度场的分布规律。结果表明:气流经喷孔喷出后以螺旋状推进,加捻腔内部静压场呈现U型分布;在靠近空心锭入口处存在负压,有利于纤维加捻后吸入空心锭内;空心锭外圆锥面上开通的斜孔有利于增加纤维输出时的轴向速度并且能够有效减缓轴向速度减小的趋势;斜孔角度对纤维进入加捻腔时的轴向速度起到一定的影响,轴向速度随斜孔角度的增加存在先增大后减小的趋势;斜孔能够提高纤维的加捻效果,改善成纱性能。     

对称4自由度3R1T并联机构雅可比分析

针对对称4自由度3RIT并联机构提出一种雅可比分析方法.首先运用位移群理论分析3RIT并联机构的自由度特性,得到动平台在空间的运动为四维位移流形,然后运用螺旋理论建立单个分支运动链的雅可比矩阵,该矩阵为6×5长方阵:再利用该类并联机构的自由度特性证明6×5的分支雅可比矩阵的第四行和第五行为冗余元素,删除其中之一则可把分支雅可比矩阵简化为5×5方阵,该方阵在机构非奇异位形下满秩.在选定并联机构的驱动副后,对每个分支简化后的5×5雅可比方阵求逆,再分别取出逆阵中对应于驱动副的行矢量构成一个4×5长方阵,由于该长方阵的第四列元素始终与0相乘为冗余信息,删除该列元素后得到一个4×4可逆方阵,对之求逆即得整个4自由度3RIT并联机构的雅可比矩阵.该方法简捷易行,可进一步应用于3R1T并联机构的性能分析和运动学设计.     

未知环境中移动机器人基于行为的自主导航与环境构建

将模糊控制应用于基于行为的移动机器人控制结构中，使机器人具备了避障、避险和障碍物识别等基本的自主导航能力。针对未知环境中移动机器人的地图构建问题，提出了基于虚拟势场的全局搜索方法，采用基于栅格的地图表示方法，利用声纳传感器收集信息，实现对障碍物的识别和定位。通过试验验证了该方法的可行性。     

双转臂式差动偏心齿轮系分插机构的优化设计

针对超级稻大株距稀植要求,提出了一种双转臂式差动偏心齿轮系分插机构。基于不等分模型求解了齿轮盒围绕中心轮两侧的各级偏心齿轮传动关系,以齿侧法向间隙为非负最小和顶隙大于零为目标,优化了偏心齿轮传动的中心距。以秧爪取秧角和推秧角最小为优化目标,利用人机交互的可视化设计方法优化了二杆插秧机械手参数,使秧爪基本上顺着秧苗方向进出秧门,栽插直立度非常理想。利用反转法建立了行星轮非匀速输出转角驱动下推秧机构的运动学模型,优化了推秧机构的结构参数,得到了准确的凸轮轮廓和推秧动作关系,同时使凸轮机构具有合适的压力角,理论上克服了拨叉动作时产生的较大冲击。运动模拟表明,优化的参数正确,分插机构运转良好,适合株距200～280mm苗高小于352mm的秧苗栽插,特别适合超级稻稀植。     

鞋底曲面数据提取与喷胶轨迹的自动生成方法

为快速有效地提取鞋底曲面信息和生成喷胶轨迹,提出一种基于线结构光扫描鞋底曲面的方法。利用线结构光三维测量原理,扫描套在鞋楦上的鞋帮底面,获得表示鞋底曲面信息的点云数据。用B样条曲线拟合出一系列的三维扫描线,生成封闭的鞋底轮廓线,计算鞋底轮廓线在鞋底曲面的偏置曲线得到喷胶轨迹。构建线结构光扫描鞋帮底面的试验装置,计算其在x、y和z轴方向上的测量误差分别为0.094、0、0.015 mm,满足系统精度要求。最后将生成的喷胶轨迹通过坐标变换应用于Stäubli机器人自动喷胶系统,验证了方法的有效性和可行性。     

基于CAN总线喷气织机控制系统的研制

针对高速喷气织机对电气控制系统通讯实时性、可靠性的要求,设计一种基于CAN总线的喷气织机控制系统。控制系统采用模块化设计思想,由主控制器模块、电子送经/卷取模块、人机界面模块和一些传感器组成,各功能模块采用带CAN通讯接口的芯片,使得各功能模块成为CAN网络上的一个节点,通过CAN网络与其他模块进行数据交换,实现快速、可靠的控制。经运行调试证明,该控制系统能达到高速喷气织机的控制要求,运行稳定,具有较好的可维护性。     

基于COSMOSMotion的3-PRRU并联机器人运动仿真

为实现3-PRRU并联机器人运动的可视化,应用并联机器人机构学理论,建立了3-PRRU机构的位置反解方程,进而得出了并联机构工具末端的运动方程,运用SolidWorks建立了3-PRRU并联机构的虚拟样机,并利用集成的COSMOSMotion软件对机构进行了运动仿真,仿真结果验证了理论分析的正确性,并为后续的轨迹规划和结构优化提供了参考依据。