车辆多维隔振装置设计与仿

车辆冲击振动常发生于3个方向,兼有移动和转动,故车辆需要多维隔振.如将现有一维隔振技术直接应用于多维隔振,则隔振装置需要多层结构组合,非常复杂,且容易干涉.为此,提出用2个6自由度特殊布置的Stewart机构和上下平台组成车辆用多维隔振装置,利用一层结构实现多维隔振.ADAMS仿真表明,在下平台施加脉冲激励时,上平台移动与转动6个加速度明显小于下平台相应数值,且均随时间迅速衰减.仿真计算了脉宽、阻尼以及弹簧刚度等参数对隔振效果的影响.     

多维隔振装置自由振动方程及其解

通过多方位多层次结构组合实现多维隔振时,其结构复杂、难度大,因此提出以反向对称布置双直角Stewart机构及上、下平台组成多维隔振装置,利用一层结构实现多维隔振,建立了自由振动方程并进行求解.由解看出,该装置固有频率在5 Hz以下,振动衰减较快.使用该装置,仿真可实现沿坐标轴的3个移动和绕坐标轴的3个转动,加速度传递系数均小于1.依据所推导的公式,确定该装置的刚度系数、阻尼系数和结构尺寸,可将该装置用于多维隔振.     

基于拓扑理论的变自由度机构分析与设计

在分析变自由度机构功能的基础上，应用拓扑理论对该类机构自由度变化的过程进行了构态描述，并对变自由度机构自由度变化前后的机构结构进行了分析和对比，找出了影响运动链结构变化的规律，从深层次揭示了变自由度机构的结构特点，同时为变自由度机构的综合、选型和应用提供了理论依据。根据变自由度机构的特点综合出该类机构的设计步骤，并设计了一种新型的机械抓手机构。     

非线性振动烘干机的振动阻尼与振动同步研究

在原线性振动烘干机的基础上,建立非线性空间双质体振动烘干机的运动方程,求解系统两振动电动机轴的平均振动阻矩、系统的同步性指数与稳定性指数等参数,经振动同步性试验,得到在振动阻尼条件下振动烘干机实现振动同步应满足的两振动电动机转差率应小于1.3%、非对称安装的相对误差小于0.3%等条件。将其用于烘干机工程现场,开发的新型振动烘干设备——ZHF3型双质体非线性振动烘干机,经生产用户试用,能大幅降低系统功耗与维修频次,明显提高系统稳定性和整机使用寿命,具有物料磨损小、破损率低,效率成倍提高,经济性好等特点,具有推广应用前景。     

四自由度混联机器人运动学分析与仿真

根据串联机构和并联机构的特点,以两平移一转动并联机构为主体,设计了一种四自由度混联机器人,该机器人动平台自由度为三平移和一转动,同时,在并联机构动平台和虚拟固定平台间增加一辅助支链,该辅助支链具有独立的转动自由度。与具有同样运动特性的并联机构相比,该机器人的工作空间大,转动灵活。分析了该机器人的运动学特征,求出其位置正反解析解,利用运动影响系数对其速度和加速度进行了系统研究,并进行了动态仿真验证。     

3自由度混联振动筛设计

基于并联机构的组成原理,设计了可用于颗粒物料分级的3自由度混联振动筛。振动筛主要由筛箱、振动电动机、电动机固定座、弹簧、倾角调节装置、支撑架、纵向振动链、横向振动链和底座组成。所设计的3自由度混联振动筛将筛箱的支撑和激振动功能分离,筛箱的支撑采用悬挂支撑方式;以全解耦型混联机构2PRRR—P(2R)为主体激振机构,能实现筛箱沿X、Y、Z 3个方向的振动。试验结果表明,该振动筛X、Y、Z向3个自由度的振动对分散性能平均提高了33.23%,而透筛性能平均提高了73.55%,对不同筛分物料的适应性强。     

基于支链自由度的并联机构结构综合

以先进制造装备中的机器人工作台为应用背景，研究具有3、4、5自由度的并联机构结构类型。以并联机构各支链的自由度数为基础，以运动副的自由度及运动副形式为依据，综合出具有3、4、5自由度的支链类型和运动输出矩阵形式。同时给出连接静、动平台铰链的几何结构，动平台运动输出类型。以并联机构的运动输出是各支链运动输出的交集为理论基础，提出并联机构的综合步骤，并以三平移—转动的4自由度并联机构为实例进行结构综合。通过ADAMS软件平台，对并联机构建模及仿真实验验证。     

3—PUU并联机构激振台设计与仿真

为解决传统激振台不能实现多维同时振动的问题,基于并联机构组成原理,设计了用于中小型试验件振动测试的并联机构激振台,分析了3-PUU型三维纯平移并联机构的运动特性,通过计算得出了正、逆解析解.在ADAMS中建立该并联机构的虚拟样机模型,并通过仿真验证了并联机构激振台的可行性.     

棉籽颗粒在三自由度混联振动筛面上的运动规律

为深入研究和揭示多维振动筛筛面物料运动规律和透筛机理以及设计三自由度混联振动筛,基于机构拓扑结构理论构造了一种全解耦的三自由度混联机构2PRRR-P(2R),作为三自由度振动筛的主体激振机构;运用D-H变换矩阵推导出筛面的运动轨迹方程,并运用ADAMS软件对振动筛进行运动学仿真,验证了机构设计的可行性;基于离散元法对棉籽颗粒群在三自由度振动筛筛面上的筛分过程进行了模拟分析,表明筛面的三维运动能增加颗粒群在X和Y向的抛掷位移,使颗粒群平均透筛时间缩短;试验结果表明,筛面增加X向的振动后,分散度增加约54%,筛分效率增加约46%;筛面增加X向和Y向的振动后,分散度和筛分效率分别增加约152%和68%,比仅增加X向振动时分别增加约62%和15%,试验结果与EDEM仿真结果一致。研究表明,三自由度混联振动筛能实现筛面沿X、Y、Z向的三维独立振动,其自由度、振幅、频率等振动参数调节方便;筛面的三自由度振动利于颗粒物料在筛面上分散,可大幅提高筛分效率。该研究对进一步研究多维振动筛分机理、研制三自由度混联振动筛产品样机等提供了参考。     

车辆运行过程共振驾驶速度探讨

车辆运行过程中如发生共振,危害很大,共振与车速具有一定关系,然而从车速角度避免共振的研究不多。针对共振是车辆在特定驾驶速度下才会发生这一特点,探讨车辆可能产生共振的驾驶速度,通过建立运动方程,求解得出共振车速,为车辆设计和驾驶提供理论依据或参考。另一方面,由于即使不发生共振,车辆不同运行速度可引起不同的振动响应,与共振速度所对应的车速可引起较大的振动,研究具有广泛的意义。