步行式加工机器人解耦并联机械腿构型综合

结合螺旋理论、机器人的实际功能应用以及机械腿的运动变换矩阵,综合出了转动完全解耦、移动部分解耦的PUPR-PUPR-PRPAS机械腿构型。首先,分析了步行式加工机器人的功能应用,分析出机械腿在功能应用中需要的自由度;再根据自由度数确定了机械腿所需的支链数目及自由度在支链上分布;然后分析机械腿运动螺旋及约束螺旋,结合机械腿运动解耦的目的,得出使动螺旋来确定驱动螺旋,同时结合功能应用需求对机械腿支链进行了构型综合。根据支链间搭配原则及机械腿功能应用条件等,在综合出的支链中选取并确定机械腿初步构型。最后,先对机械腿单自由度关节副之间进行复合简化,分析简化后的运动变换矩阵,将第三条支链进行进一步改进,确定最终机械腿构型。     

线性驱动并联机构基于有效工作空间比的尺度优化

提出了1种并联机构工作空间的几何求解及尺度优化方法。首先,借助闭环矢量法构造了线性驱动6自由度并联机构的位置逆解模型;推导得出并联机构定姿态可达工作空间的边界曲面方程,获得精确的3维可达空间;提出"有效工作空间比"概念,以刻画可达工作空间的有效尺度域;最后,在考察归纳机构关键尺度参数对有效工作空间比的影响规律的基础上,以包络已知任务空间的可达空间体积最小作为目标函数,结合有效工作空间比取值范围、驱动关节位移范围、构件干涉及尺度约束等约束条件,联合应用模拟退火+模式搜索算法进行了机构关键尺度参数的优化设计。研究成果可为并联机构的结构设计奠定必要理论基础。     

一种比较理想的电铸液

家用电器的塑制品装饰件要求光洁度高,几何形状复杂,注塑用的凹模采用的机加工、电火花加工都不能满足要求。近年来,国外已普遍使用电铸法来制作凹模。采用这种方法的优点是: 1.可制造外形复杂,花纹细致、深孔和配合精度很高的凹型模; 2.光洁度高。高光洁度的模芯可电铸成高光洁度的凹模;     

基于6-SPU并联机构的飞机壁板铆接机器人逆运动学分析

针对飞机壁板等大型结构件曲面铆孔需求,提出了含闭环支链的6-SPU步行式铆孔机器人及其低副等效支链构型。基于提出的铆枪法向调姿方法和闭环矢量链法,建立了机器人机构逆运动学模型,采用数值搜索方法得到了机构的可达空间,分析了工作空间体积及形状的变化规律,并通过数值仿真算例验证了文中提出的构型和逆运动学模型的合理性。该研究工作可望为面向大型结构件加工的移动式加工平台的工程设计奠定理论基础。     

6-SPU并联机器人的轨迹规划与仿真

针对航空制造领域中对飞机机翼等大型工件的高加工精度、高生产效率等要求。首先,通过螺旋理论对6-SPU并联机器人进行了机构自由度的分析,并根据弗莱纳-雪列空间三元矢量原理以及并联机构的逆运动学求解方法,对6-SPU并联机构动平台的运动规划进行了分析和研究,得到机构动平台在加工过程中的相应位姿。然后,利用齐次坐标变换矩阵和逆解运算公式进一步确定6-SPU并联机构动平台上末端执行器按照预期运动轨迹移动时在驱动副上所施加的驱动运动规律。最后,借助三维软件SolidWorks及MATLAB中Simulink仿真模块进行建模仿真,进而验证了对并联机构运动轨迹规划的可行性,为移动式并联加工平台的工程设计提供理论基础。     

自来水减压阀结构分析与优化设计

针对当前生产生活中减压阀存在的泄漏现象,通过对减压阀结构特征和工况下阀体内压力差的分析,揭示了减压阀在不同工况下产生持续泄漏或过大泄漏的原因;提出了高密封性的最大面积接触式的阀体内部密封的设计方法,设计出了凹型密封垫片和弹性活塞密封结构。该文主要针对典型的自来水减压阀进行了优化设计,通过计算或测量流量的方法,对优化设计后的自来水减压阀泄漏量进行监测,得出优化设计后的自来水减压阀的持续泄漏或过大泄漏问题得到有效解决。优化设计后的减压阀在很大程度上减少了泄漏,增强了密封、稳压能力,并降低了故障率,提高了使用寿命。该减压阀的优化设计对减压阀的应用以及技术的发展具有重要意义。