无人船安全目标追踪与自动避障算法

设计了无人船安全目标追踪算法和双回路追踪以及自动避障控制策略,内回路是控制无人船安全目标追踪并与目标保持一定安全距离,通过Lyapunov函数证明了该控制算法的渐近稳定性;外回路是无人船在安全距离内发现障碍,将目标点虚拟化,运用模糊控制原理,实现自动避障;优化传统的Dijkstra算法,设计了无人船实时最短路径算法;仿真结果表明,提出的综合算法能够实现无人船以合理速度通过最短距离,顺利避障,兼顾了时间效率。     

多项式方程组符号求解的主项解耦消元法

提出多项式组符号求解的主项解耦消元法：视多项式为变元不同幂乘积的线性组合,以主项解耦三角型多项式组为引导,用逐项伪除法求余式,将原多项式组化为与其同解的主项解耦三角型多项式组。该法综合了Grobner基法、吴氏消元法和线性变换消元法等方法的长处,适用于求解一般多项式组,且计算效率较高;又易用于研究多项式组解的类型及其存在条件。文中给出两例,其一较详细地讨论了3个二元二次完全多项式组解的类型及其存在条件。     

基于奇异位形的塑壳断路器操作机构合闸运动状态

塑壳断路器要求其操作机构设计需满足合闸、分闸、脱扣、终压力、开距、超程、电性能独立于手动操作力等性能指标;而其各性能、指标参数、操作机构结构参数相互关联耦合,导致塑壳断路器操作机构的设计及优化难度极大。提出依据机构奇异位形、限位块与机构接触状态,对塑壳断路器合闸运动过程进行阶段细分的划分准则,将合闸过程划分为七个运动阶段进行研究;研究机构在不同阶段拓扑结构、自由度变化情况,及对塑壳断路器性能指标的影响,并从原理上解释了塑壳断路器电性能独立于手动操作力的特性。该研究方法有利于揭示塑壳断路器操作机构运动过程的特性变化,为断路器操作机构的设计及优化提供理论基础。     

基于Groebner基的八面体变几何桁架机构位置正解分析

基于Groebner基法对八面体变几何桁架机器人机构进行了位置正解分析 ,得到其位置正解为 16解的结论 ,并给出数值算例。这种基于Groebner基法经过有限步符号消元运算得到三角化方程组的数学机械化方法 ,对涉及非线性代数方程组的机构学问题求解 ,具有着重大理论价值和实用意义     

恒剥离角自润滑关节轴承衬垫粘结质量检测装置

根据断裂力学和粘结接触理论,针对自润滑关节轴承衬垫粘结力方向为轴承内球面法向的情况,给出了衬垫粘结力与衬垫剥离力的映射关系,提出了一种新型恒剥离角的衬垫剥离方式,避免了由变剥离角产生的粘滑效应所引起的剥离力波动。分析衬垫剥离过程中衬垫弹性变形的尺度补偿,构建了新型恒剥离角自润滑关节轴承衬垫剥离力检测装置。     

基于解耦并联机构的核主泵螺栓检测环形平台粗精两级快速调整

环形平台作为核主泵螺栓在线检测的移动和操作基准,其位姿快速、高精度调整是螺栓在线精确检测的关键.针对辐射环境环形平台位姿调整需求,提出了基于解耦并联机构的粗、精两级高精度快速调整方法,第一级粗调以6自由度解耦并联机构对环形平台进行初步调整,第二级精调以两独立方位特征子集对应的1T2R和2T1R解耦并联机构对平台按序进行水平度和同轴度调整;基于方位特征集理论,综合了粗、精两级调整解耦并联机构;提出了以海绵吸具在泵体弧形光滑外壁吸附形成固定支点,构造并联机构定平台,实现了各并联机构的快速安装、切换及拆卸.基于解耦并联机构的粗精两级快速调整,为实现核辐射环境环形平台的快速高精度调整提供了新思路.     

基于单开链的纯转动三自由度并联机器人机型设计方法

基于有序单开链理论与方法，提出了三自由度的动平台可实现三个方向转动的并联机构机型设计方法和过程；给出静平台上以三个转动副或移动副为主动驱动且具有某些拓扑对称性的7种基本机型；按照基本回路的过约束性、机构耦合度、运动输入一输出控制解耦性、拓扑对称性等特性，对所得到纯转动三自由度并联机构进行分类，依不同设计要求，推荐优选机型。     

并联机构拓扑结构特征分析软件的框架设计及实现

基于方位特征(POC)方程的并联机构拓扑结构设计方法提出了机构POC、自由度和耦合度等拓扑结构特征指标,用于揭示并联机构结构学、运动学和动力学的一些基本特性,但其人工计算、分析过程冗长、复杂、费时,所以研究了拓扑结构特征指标计算机自动分析软件的总体框架及其实现流程。首先,提出了能自动识别支链运动副轴线关系的并联机构字符串描述模型,以及支链POC集的矩阵描述模型;基于此描述模型,研究了POC集"交"和"并"运算规则的算法,给出了机构POC、自由度和独立位移方程数的自动分析流程;接着,给出了并联机构拓扑结构最佳分解路线的算法,制定了机构耦合度自动化分析的实现流程。最后,利用VC++编程开发了程序,并对并联机构进行了实例计算,其结果与人工计算分析一致。该算法和程序有助于更多的机构学研究和设计人员,较易计算、分析并联机构的拓扑结构特征。     

新型嵌套折展子母网箱机构研究

网箱养殖是海洋设施养殖的重要战略方向,针对现有深海网箱难以自适应调整养殖区域以优化生态环境、体积庞大难以运输等问题,提出了新型嵌套折展子母网箱机构,以空间折展机构为网箱支撑母框架,嵌套安装于母框架的平面柔性折展机构为子网箱框架,以闭环钢丝绳驱动网箱折展。研究构成网箱框架机构的三重对称Bricard机构折展关键状态尺度约束类型的演变,揭示机构折展过程中对称面相交共线的几何不变特性,构造以对称面交线为折展轴线的网箱折展驱动机构;进一步建立网箱框架机构运动学方程,通过对称面几何投影解析求解驱动杆转角与网箱折展状态的对应关系。所提出的具有大折展比的嵌套折展网箱机构为深海网箱的研制提供了新思路。     

基于线性变换的一般5R串联机器人逆运动学分析

基于线性变换消元原理,提出了5R串联机器人逆运动学分析的一般方法仅用3个原始运动学方程(传统方法用4个方程),导出了只含1个变元的多项式方程;该方法适用于一解亦适用于多解问题;揭示了其装配构形数目与系数矩阵内在联系;5R机构的装配条件对6R串联机器人逆运动分析将具有重要意义。