平面弹性欠驱动并联机构刚度特性分析

根据多维运动模拟的需求,提出一种包含螺旋圆弹簧(圆柱形螺旋弹簧)的欠驱动运动模拟台。利用螺旋圆弹簧的轴向和横向刚度约束运动模拟台的工作空间,通过两个驱动分支和动力耦合实现其3个自由度的运动。将螺旋圆弹簧等效为RePeRe弹性运动支链,进而将并联运动模拟台等效为2RPR/2RePeRe弹性欠驱动机构,并利用Grassmann线几何分析该机构的输入选取原则。基于旋量及其迁移公式,建立等效机构的运动学模型。借助于影响系数和虚功原理,对该弹性欠驱动机构进行静力学分析,得到其静力学约束方程。最后,建立了该机构的连续非线性柔度模型,并以此为基础得到其方向刚度模型。     

4-UPS/UPR并联机构动力学分析

基于车辆在行驶过程中的运动特性,提出了一种耦合型4-UPS/UPR并联机构作为车辆运动模拟台。应用螺旋理论分析了中间约束分支对上平台的约束作用,并基于Grassmenn线几何分析了机构的铰链点布置对机构奇异的影响。利用旋转矩阵的运动算子功能对机构的耦合运动特性进行了分析。基于旋量速度、加速度,建立了机构运动学模型,并利用刚体的牛顿-欧拉公式建立了机构(包括各个分支)详尽的动力学模型,并给出了相应的数值算例进行验证。     

主被动闭环融合调姿隔振平台动力学建模与模态分析

以载体设备对稳定工作环境的需求为背景,提出一种多维调姿隔振平台新构型,以实现大幅度位姿扰动的补偿和中高频振动的隔离。机构由3个分支组成,每个分支包含1个由主动调姿、被动隔振单元组成的闭环子链。借助于旋量代数及影响系数理论建立机构的运动学模型,得到动平台、开链分支、电动缸分支对广义坐标的一、二阶影响系数。建立机构主被动分离形式的动力学模型,并以此为基础对其进行模态分析。通过脉冲激励对原理样机进行模态实验,实验结果表明,固有频率的实验测定值与理论计算值接近,验证了理论模型的正确性。响应特性的实验结果表明原理样机能够对低频段的位姿扰动进行补偿,结合中高频的被动隔振,原理样机具备了较宽频带的调姿隔振能力。     

基于双目视觉的复合肥颗粒检测系统

提出了一种针对高粉尘强腐蚀环境的复合肥颗粒双目视觉检测系统。首先分析检测系统使用需求,提出实现连续大样本快速检测、实时显示结果、防腐除尘等功能的设计要求;提出3种双目视觉检测方案并进行对比,确定双目线阵CCD检测为可行方案。接着对系统硬件进行配置,并进行防腐除尘设计。为提高检测精度对电磁振动给料机进行自适应伺服控制,采用双相机并行的图像处理程序。对检测系统进行粒度分布实验,结果表明,检测系统误差在±3%范围内,满足实际应用要求。     

复合肥取样机器人仿生设计

针对复合肥生产的高粉尘强腐蚀环境,设计了一种能够替代人工作业的取样机器人.分析使用需求,提出具有抗冲击、耐腐蚀、自清洁、传动机构内置、驱动远离末端执行件安装等特征的取样机器人设计原则.从仿生学角度出发,通过对螃蟹运动关节结构特征研究,提出取样机器人构型,进行了功能仿生和结构仿生设计.根据其使用工况,设计了取样机器人运动过程和控制方案.通过机构参数优化、仿真和冲击试验,验证了其可行性.     

并串混联稳定克令吊运动学与动力学建模

稳定克令吊对于高海况下作业船与海上平台之间货物的稳定快速吊运发挥着重要的作用。结合海上运动补偿的特点,提出了一种并串混联稳定克令吊机构,并联部分为2自由度转动并联机构,能够主动补偿作业船的横摇和纵摇,为串联部分提供一个水平的底座,稳定克令吊机构能实现其末端一点相对地球保持静止。在非惯性系下,结合矢量法和旋量速度、加速度理论,按照先并联后串联的顺序,建立了稳定克令吊机构末端稳定一点的运动学模型;基于旋量形式的牛顿-欧拉公式,结合D’Alembert原理和虚功原理,按照先串联后并联的顺序,建立了其动力学模型。最后通过数值算例验证所建模型的正确性,为稳定克令吊的工程化应用奠定了理论基础。