基于对偶四元数的机械臂运动学建模及分析

为了简化机械臂运动学表达形式,提高机械臂运动响应速度,提出了一种基于对偶四元数的正逆运动学建模方法。首先,利用对偶四元数建立机器臂正运动学的普适性方程,大大减少了正运动学的计算时间。其次,针对机械臂关节变量求解组合的问题,对现有的子问题进行描述并分成单轴和双轴两类子问题,该分类方法囊括了现有子问题分类,有利于关节变量分组求解。最后,以一个6R串联机械臂为例,进行了基于对偶四元数的正逆运动学建模及仿真分析。结果表明该方法有效,相比旋量法,其正运动学计算时间减少了约30%,其逆运动学求解几何意义更加明确。该方法可应用到其他子问题求解的机械臂构型。     

可重构机器人操作柔性悬臂梁动力学分析

利用变形旋量理论建立了6自由度AS-MRobot可重构机器人操作柔性悬臂梁系统的动力学模型。首先,通过简化处理将系统分解为刚性可重构机器人和柔性悬臂梁两个部分,分别建立动力学模型;其次,利用雅可比矩阵特性建立整个系统的动力学模型。该方法克服了传统建模方法只能在二维平面内考虑柔性悬臂梁的单方向变形问题,实现了在三维空间内考虑柔性悬臂梁的拉伸、扭转与弯曲等变形问题。建立的动力学模型更加逼近真实,有利于解决工业实际应用中柔性负载振动问题。然后,建立了整个系统的仿真模型,通过对比可重构机器人操作刚性悬臂梁和操作柔性悬臂梁的动力学曲线,验证了系统动力学模型的正确性。最后,分析操作柔性悬臂梁动力学中驱动力/力矩、柔性变形和模态等数据曲线,总结出可重构机器人操作柔性悬臂梁的动力学特性。     

汽车门框式结构件焊接工艺研究及其焊接夹具设计

针对汽车门框焊后出现的易变形、易焊透的缺陷,设计了一套汽车门框专用焊接夹具。该夹具具有定位准确和定位夹紧迅速可靠、操作方便等特点,利用该套焊接夹具进行0.7 mm镀锌板TIG焊接试验,焊后进行了试样的金相组织测试、显微硬度试验和拉伸试验。试验结果分析表明:利用该夹具,在采用合理焊接工艺的基础上,克服了汽车门框式结构件焊后易变形的缺陷,焊件能够满足使用性能要求。     

可重构机械臂构型自适应控制研究

针对可重构机械臂系统存在的不确定性及不同构型下的轨迹跟踪问题,提出了径向基函数(Radial Basis Function,RBF)神经网络鲁棒自适应补偿控制算法。设计了RBF神经网络补偿控制器自适应逼近补偿系统存在的未知项;为减小控制器逼近误差及适应构型变化时的鲁棒性,在控制律中引入了鲁棒项;基于李雅普诺夫(Lyapunov)稳定性理论设计了构型自适应调节律和鲁棒项并证明了闭环控制系统的稳定性。最后,以两种典型的可重构机械臂构型进行研究,结果表明所提算法能够适应系统构型的改变,同时有效地补偿系统存在的不确定性。     

基于张量主成分分析的非线性双转子系统故障诊断方法

针对双转子在高速运转时难以从高、低压转子耦合出现的复杂振动现象中提取到有效的振动特征,及目前缺乏对其相应的研究等问题,本文提出一种采用张量主成分分析(multilinear principal component analysis of tensor objects, MPCA)与K-最近邻(K-nearest neighbor, KNN)分类相结合的方法,并将其用于非线性双转子系统的故障诊断。首先采用集中质量法创建非线性裂纹双转子模型及其动力学方程,针对裂纹开合角度变化分析高、低压转子的振动特性。再将振动能量信号与振动信号归一化为彩色图像样本,使用MPCA算法对故障特征进行压缩提取。最后使用KNN分类算法对不同裂纹开合角度情况进行特征分类,并计算相应的分类率。实验结果表明,在转子高速区域含有低噪声的情况下,MPCA可以有效地区分不同裂纹程度的特征信号,为非线性双转子裂纹系统的故障诊断提供了新的检测策略。     

三叶摆线型泵用叶片廓线的计算机辅助设计及动态模拟研究

对三叶摆线型罗茨泵叶片的廓线进行了理论分析，在此基础上给出了叶片廓线的数学方程式。对这类泵用转子叶片廓线的基本几何参数进行了计算机辅助设计并实现动态模拟。     

一款多功能台灯面板注塑模设计

以一款已申请专利的多功能台灯的面板作为研究对象,对零件注塑模具进行设计。详细介绍了注塑模具设计中的制品分析、选材、设计计算、模具动作过程分析、零件设计、模具校验等方面问题。生产实践证明,设计的模具工作稳定,达到实际生产要求,量产所生产的塑件质量良好。