利用虚拟传感器的巡视器机械臂碰撞检测算法

为提高传统AABB树碰撞检测的精度和效率,提出一种基于虚拟传感器的月面巡视器机械臂碰撞检测算法.建立月面巡视器机械臂的逆运动学解算模型;对地面环境点云数据进行Delaunay三角化,采用多叉树代替二叉树作为AABB树储存环境点云三角面集;利用虚拟传感器简化巡视器机械臂结构模型,通过虚拟传感器遍历AABB树中的环境点云三角面集进行碰撞检测,避免机械臂与环境发生干涉.月面巡视器就位探测任务内场实验表明:基于虚拟传感器的月面巡视器碰撞检测算法使碰撞检测精度在1 mm内,碰撞检测时间降低至10 s内.基于虚拟传感器的碰撞检测算法具有高效性和可行性.     

一种大传动比减速器结构设计与运动分析

针对一些高新领域对大传动比减速器的特殊要求及现有大传动比减速器所存在的各种缺陷,提出了一种由8个圆锥齿轮构成的减速器结构设计方案,并通过理论计算、电脑仿真等方法验证该方案的可行性。从提高减速器的传动比、降低整机尺寸的角度出发,利用差速器的二自由度特性,结合少齿差减速理论,通过串联两级差速器得到一种大传动比减速器,再利用ADAMS软件进行建模与虚拟样机分析,得出新减速器的传动特性,并证明其传动原理的正确性。最后,通过与现有的大传动比减速器进行比较,分析新减速器设计方案的目的和意义。结果表明,新减速器既能获得较大的传动比,又能保持体积小、质量轻、功率密度大的特点,更重要的是它能够克服现有新型减速器由于结构原因所固有的缺陷。     

人字齿行星传动多体动力学建模与分析

根据人字齿行星传动的结构特点,借助ADAMS建立该类传动的多体动力学模型,对其进行自由振动特性分析。结果表明,当人字齿轮左右两部分结构完全对称时,人字齿行星传动存在中心构件扭转振动、中心构件平移振动和行星轮振动3种典型模式,且3种振动模式的特点与直齿行星传动基本一致。在不考虑传动件结构柔性的情况下,基于多体动力学模型的自由振动分析结果与采用集中参数模型的仿真结果完全一致,表明本文所建模型的正确性,可为后续的参数敏感度分析及动响应分析提供模型依据。     

轮式探测车被动自适应性与自由度关系分析

为设计具有自适应性能的探测车,保证轮式探测车移动机构在行驶过程中车轮与地面接触良好,研究自适应性能与单侧悬架系统及其漫游车整体所需自由度之间的关系．给出自适应性的3种分类方法,分析自适应性能对漫游车的爬坡性能、车体稳定性能及能耗特性的影响;建立具有自适应性能的探测车单轮系统数学模型并得到此系统的自由度;分别建立包含两轮、三轮及k个车轮的自适应悬架系统数学模型,分析并得到上述系统所需的自由度;分别建立在悬架对称布置和四周布置两种情况下的探测车自由度模型,并对一些具有代表性的被动自适应特性探测车自由度进行了统计和分析．研究结果表明:良好的自适应性是实现移动机构综合性能的前提条件,具有自适应性的单侧悬架系统与探测车整体所需自由度分别为1和3．该方法可为探测车悬架及车体系统构型综合时自由度的确定提供指导．     

接触角螺旋升角对滚柱丝杠副传递效率的影响

建立行星滚柱丝杠副的传递效率数学模型,对行星滚柱丝杠副的正传递效率进行研究,并对传动效率影响较大的接触角和螺旋升角进行定量定性的分析,得出了螺旋升角最优值为5°,接触角45°为最佳值,为行星滚柱丝杠副的结构参数优化及产品系列化设计提供参考。     

少齿差行星齿轮传动轮齿载荷研究

在少齿差行星齿轮传动中,轮齿的弹性变形可能导致多对齿同时接触共同承载,啮合情况复杂,故建立数学模型对其啮合情况进行分析,并通过有限元仿真对同时啮合齿对数、载荷分配情况、相对误差等方面进行相应的分析,验证了模型的正确性.计算结果表明,处于啮合线上的齿对仅承担了部分载荷,故对齿根弯曲应力计算公式亦进行了适当修正.     

渐开线零齿差机构啮合原理与强度条件

零齿差机构的突出问题是齿轮的干涉与强度。在导出避免干涉的条件后，建立新的强度公式，给出各项检验指标，并提出切齿过程中保证精度的具体措施。     

基于拓扑图基尔霍夫定律在行星轮系运动中的应用

应用基尔霍夫定律建立基于拓扑图的行星轮系数学模型——回路方程组、切割方程组来分析、解决行星轮系运动学的有关问题,求解行星轮系的传动比和角速度以及行星轮系中各个构件之间的受力和力矩。     

2K-H型多级行星齿轮减速器优化设计系统

讨论了行星齿轮减速器设计中的穷举优化因素,以太阳轮和全部行星轮的体积之和最小为优化设计目标函数,以太阳轮的参数为设计变量,建立了优化数学模型,设计出行星轮系的优化设计系统,并以三级行星减速机为例,介绍了该系统的实际应用。     

多级模糊控制的月球车避障研究

针对月球车这个MIMO系统,考虑其在未知环境下的避障问题,设计了一个多级模糊控制器,将输入变量分组设计子模糊作为第1级,再将第1级的输出作为第2级的输入变量设计第2级子模糊系统,最后控制系统输出平移速度和角速度。这样就避免了常规模糊系统中规则数目过大和设计繁琐问题,提高了整个控制系统的性能。该控制器模糊规则数量少,控制方法简单,响应速度快。最后的实验证明了该方法的有效性。