基于解域的四位置空间RCCC机构综合

将Burmester理论从平面及球面拓展到一般空间领域,给出了空间RCCC机构的一种综合方法。一般情况下,综合RCCC机构最多能给定连杆的3个位置。而4C机构的四位置综合可以得到无穷多解,因此可先建立4C机构无穷多解的解域,再在解域中找到主动杆与机架间C副无滑动位移的点作为R副,从而得到RC连架杆,最终获得RCCC机构。具体方法为:首先根据给定的4个位置的姿态角求解出满足要求的解曲线,并根据解曲线建立球面4R机构解域。其次在球面4R机构解域上选取一点作为RCCC机构运动副轴线方向的矢量,再与给定的4个位置的空间坐标结合求解出满足要求的解直线,进而根据解直线建立空间4C机构的解域。最后在空间4C机构的解域图中找到通过4个位置时主动杆与机架间C副无滑动位移的点作为R副,构成满足要求的空间RCCC机构。本文最后通过给出的数值示例证明了该方法的正确性和有效性。     

给定4R开链的八杆机构解域综合理论与方法

针对八杆机构四位置尺寸综合问题,提出了一种解域综合方法。首先根据给定4R开链的4个位置求解出满足要求的解曲线,并根据解曲线的可行区段建立解域。应用提出的八杆机构运动缺陷判断方法剔除解域中存在运动缺陷的机构,最后根据实际要求建立约束条件形成可行解域。设计者可以从可行解域中快速准确地挑选出满足要求的机构。解域综合方法有效地解决了八杆机构四位置尺寸综合问题,为八杆机构的综合及在现实中得到更广泛的应用提供了行之有效的新理论和方法。最后举例说明了八杆机构的四位置综合过程。     

可调球面四杆机构函数优化综合方法

提出一种用于实现多函数的可调球面四杆机构优化综合方法。通过改变连架杆杆长实现可调球面四杆机构不同函数综合要求。在研究球面四杆机构输入角与输出角函数关系的基础上,建立了可调球面四杆机构函数优化综合数学模型。给出可调球面四杆机构多函数优化综合的目标函数,使函数生成机构的最大结构误差达到最小;给出函数优化综合的约束条件,保证机构存在曲柄并具有良好的传动性能。采用免疫遗传算法对可调球面四杆机构进行函数优化综合,相应的算例证明了方法的有效性。     

特殊情况下直线机构解域分析与综合方法

当给定鲍尔点与机架共线、瞬心点与一个机架点重合时,曲率驻点曲线退化成两条直线,在其中与机架垂直的直线上任意给定一个连架杆,即可综合出一个四杆直线机构。提出了直线机构综合公式,并根据曲柄机构存在条件,推导了曲柄解域计算公式。以一个固定铰链点为坐标原点,在整个机构坐标平面内绘制出曲柄机构解域图,讨论了其中一些特殊点的机构综合问题。根据不同的设计要求确定评价函数,自动计算生成可行解域图及其局部和全局最优机构解。实现了机构综合的可视化和自动化,解决了传统机构优选的盲目性和效率较低等问题。     

复合四位置刚体导引机构综合的研究

对于有限分离四位置及复合四位置刚体导引机构综合,用位移矩阵法给出布氏曲线的方程式,并通过坐标变换将方程式化为标准形式,再依据射影几何中二射影低阶曲线束构成高阶曲线的原理,以圆束和直线束中二对应线交点的轨迹得到布氏曲线,实现布氏曲线的单值有序绘制。最后根据映射理论建立机构解域,使设计者可以直观准确地知道机构的特性。     

给定6R闭链的八杆机构四位置综合

在给定6R闭链上添加2个RR杆形成32种单自由度八杆机构。首先依据扩展布氏曲线理论求出解曲线,在解曲线上添加2个RR杆得到了所要综合的八杆机构。由于解曲线上的每一点都可以作为添加RR杆的点,因此可以得到无穷多解。通过把解曲线进行变换可以得到表示无穷多解的解平面,称为解域。根据闭链上添加的两个RR杆是否相关,把解域分为2类。采用杆组法对机构进行分类并进行运动分析。根据机构是否能顺序通过给定闭链的4个位置判断机构是否有缺陷,去掉解域中有缺陷的机构就得到了机构的可行解域。在可行解域中,根据机构的原动件可转动的角度范围,将原动件为曲柄和非曲柄的机构进行区分。解域综合方法可使设计者能更直观、准确地选择满足要求的机构,提高了设计效率。最后,通过一个八杆机构的综合示例具体说明了该类四位置综合的过程及结果。     

球面四杆曲柄滑块机构函数综合的变步长数据库法

提出了用变步长数据库法进行球面四杆曲柄滑块机构函数综合。通过对球面四杆曲柄滑块机构输入输出函数的谐波成分分析,发现了机构输出函数与其相应的谐波特征参数之间的内在联系。据此将机构基本尺寸型和对应的谐波特征参数存储在一起,建立了包含42185组基本尺寸型的球面四杆曲柄滑块机构函数输出谐波特征参数的变步长数据库。借助模糊识别理论可以快速的从数据库中识别出若干组满足设计要求的机构基本尺寸型,从而实现球面四杆曲柄滑块机构的函数综合。为了提高综合精度,借助遗传算法对得到的结果进行了优化。最后以塑料温室的通风开启关闭装置作为实例,来说明球面四杆曲柄滑块机构函数综合的过程及变步长数据库法在空间机构综合中的应用。     

单自由度平面六杆手指机构解域综合方法

为适应机器人手指多用途、多尺寸的设计要求,提出一种基于单自由度平面六杆机构解域的手指机构设计综合方法。根据平面六杆机构4个给定的运动位置可得到无穷多机构解,将这些机构解表示在一个平面域上,该域称为解域。本文给定平面六杆机构的4个运动位置,限制待求铰链点的坐标范围,通过给出的铰链点曲线求解方法,得到铰链点解曲线和可行段,对可行段进行分段,得到解域,在此基础上,引入力传递性能指标K,限定其范围,对解域进行进一步的筛选,得到新的可行解域,并得到K在解域上的分布规律,最终可在新解域中选择满足全部条件的机构作为机构解。K值的引入使得所得的机构具有较好的力学性能。解域上的每一点均为满足要求的平面六杆机构,可根据设计的目的(如仿生手指、康复手指等)选择不同的机构进行手指的设计。从新可行解域中选择一个机构设计手指样机,该样机证明了所提出方法的正确性和有效性。     

含四杆闭链球面机构位置分析方法

提出了针对含四杆闭链的球面机构位置分析的方法。通过对机构进行结构单元拆分,将其划分为四杆闭链球面机构与球面单开链（SOC）基本单元。基于球面环路方程建立了四杆闭链球面机构约束方程（组）,基于坐标变换和方向余弦矩阵法建立了球面单开链约束方程（组）,基于球面三角学建立了整个机构的耦合约束方程（组）,进而获得机构的约束方程组。提出的方法具有约束建立简便、消元求解容易、少增根的特点,有利于获得机构位置分析的符号解或数字-符号解。     

一般形状预期曲线的平面四杆机构轨迹综合研究

在复演规则轨迹的平面四杆机构计算机辅助综合^[1]的基础上,研究了对于一般形状预期曲线,用通用数学模型确定连杆若干位置的技术问题,介绍一种适用于一般形状预期轨迹曲线的机构综合方法。     

基于支链驱动理论的解耦球面转动并联机构型综合

针对解耦并联机构与串联机构的运动学相似性,提出一种解耦球面转动并联机构的支链驱动理论,将解耦并联机构分为基本运动支链和驱动支链.在此基础上,推导得到球面转动并联机构运动解耦的拓扑条件,并利用该条件综合得到多种结构新颖的球面转动并联机构.经运动学分析表明:此类机构具有3个独立的转动自由度,且每个自由度仅由单个驱动器控制,实现了球面转动并联机构的运动解耦.     

基于差分进化的球面并联机构仿生眼参数优化

确定了仿生眼的目标工作空间,并以雅可比矩阵条件数最大值定义了最差灵巧度.利用差分进化的全局寻优能力对最差灵巧度的最大值进行优化,采用动态缩放因子解决优化过程中的早熟问题,增强了全局搜索能力.在满足仿生眼特殊结构要求并使目标工作空间内任意姿态都具有较好灵巧度的情况下,确定了合理的结构参数.最后实验表明参数优化后的仿生眼实物很好地满足了设计要求.     

基于网络的平面连杆机构函数综合优化设计

提出了一种基于网络的平面连杆机构函数综合优化设计的新方法。分析了该方法的技术特性,将机构优化设计与网络技术结合,确定了网络环境下进行设计的工作模式。它具有异地远程设计,多用户并发设计等特点。设计实例表明了该方法的可行性和有效性。     

基于改进蚁群算法的四杆机构优化设计

在机构优化设计中,为了避免基本蚁群算法容易出现停滞现象、收敛速度慢的缺陷,将遗传算法和蚁群算法结合起来,在蚁群算法的每一次迭代中,首先根据信息量选择解分量的初值,然后使用变异操作来确定解的值。针对机构运动轨迹能够最佳逼近某一给定运动规律,且机构约束较多,采用改进蚁群算法对其进行优化计算。证明改进蚁群算法应用于机械优化计算切实可行。     

基于TRIZ理论的精量播种机功能优化研究

传统精量播种机在播种过程中存在漏播、重播、播种效率低,以及工作稳定差等诸多问题,严重影响了播种作业的质量和农作物产量.为解决播种机的播种难题,引入TRIZ理论对精量播种机的功能进行创新设计,在深入研究分析TRIZ理论的基础上,将播种机存在的问题转化为矛盾矩阵,通过分析矛盾矩阵,完成播种机的冲突解决原理优化设计,并对播种...