自动移栽机双臂式取苗机构运动学试验分析研究

提出了一种双臂式取苗机构,简述了该机构的组成及工作原理,并介绍了其结构特点。为验证机构的工作稳定性,对其进行了运动学试验分析。试验结果表明:该机构在较低取苗速率情况下,机构工作稳定,能够满足自动取苗要求;但在较高取苗速度情况下,机构晃动较为明显,需对其进行进一步优化设计。     

椭圆齿轮传动后插旋转式分插机构运动分析与试验

步行式水稻插秧机上使用的后插曲柄摇杆式分插机构存在工作时振动大的问题,为此设计了椭圆齿轮传动后插旋转式分插机构,分析了该分插机构的工作原理与结构特点,建立了机构的运动学模型,开发了机构辅助分析与参数优化软件,优化出满足步行式插秧机工作要求的结构参数,最后利用高速摄像技术对分插机构运动特性进行了试验验证.     

水稻插秧机移箱机构的发展研究

移箱机构是水稻插秧机的重要部件,它担负着纵、横向送秧的工作,对插秧机的取秧量和工作可靠性有直接影响。随着机械插秧向高速化方向发展,对移箱机构也提出了更高的要求。为此,研究了国内外移箱机构的工作原理和结构特点,提出了移箱机构设计和制造的发展趋势。     

一种运动部分解耦的2R2T并联机构运动学与性能分析

提出了一种新型四分支并联机构。采用李群理论对机构进行了自由度分析,该机构能输出两转动两移动运动,可由与机架相邻的移动副驱动。研究了机构的位置模型,推导得到了位置反解和正解的表达式,分析了机构的运动部分解耦特性。求解了机构的雅可比矩阵,基于雅可比矩阵行列式讨论了其奇异位形。绘制了机构的工作空间及内部奇异分布,机构的奇异分布在工作空间边缘,具有很大的转动能力。机构在中间位置两个方向的转角范围分别可达-44°～60°和-35°～52°。对机构进行了运动/力传递性能分析,得到了工作空间内的性能分布情况,以全域传递指标为目标对机构进行了尺度优化。     

2YZS烟草移栽机移栽装置的设计

阐述了吊篮式烟草移栽机移栽机构的工作原理和结构,通过分析计算及1:1的建模,验证了吊篮式烟草移栽机构的工作速度和移栽机构结构件的形状;通过对该机构运动关系的理论分析和计算,确定了主要技术参数;根据主要技术参数,设计出移栽机构的主要部件。样机试制和实验表明,该机构工作性能良好,栽苗效果优良,结构紧凑,使用操作方便。     

3T1R并联机构降耦设计与分析

根据基于方位特征集的并联机构拓扑结构设计理论和机构结构降耦原理,设计了一种低耦合度的3T1R运动解耦并联机构。首先,对一种耦合度κ为2的3T1R并联机构进行了结构降耦设计,得到了耦合度较低(κ1=1,κ2=0),但自由度和末端执行件输出运动类型均保持不变的新机型;又对其进行了运动解耦性分析,表明机构具有部分运动解耦;然后,导出了机构位置正、逆解方程和雅可比矩阵;最后,基于雅可比矩阵分析了机构奇异性,并进一步对该并联机构可达工作空间和转动能力进行了分析,得到了机构无奇异工作空间区域。结果表明,降耦机构具有结构简单、无奇异工作空间形状规则、体积大,且全工作空间所有位置的转动能力一致等特点,克服了一般并联机构耦合性强、控制复杂的弱点,具有较好的工业应用前景。     

具有耦合分支的两转动两移动并联机构分析与优化

提出了具有耦合分支的两转动两移动并联机构。基于李群理论分析了机构自由度,该机构动平台能输出两个转动运动和两个移动运动;采用闭环矢量法对机构进行了位置分析,求得位置反解;通过速度分析得到机构的雅可比矩阵,在雅可比矩阵基础上对机构的奇异位形进行了分析;采用虚功原理建立了机构的刚度模型,并进行了刚度性能分析;为消除内部奇异产生的刚度退化,在机构上增加了冗余驱动分支,并对添加冗余驱动分支前后机构的刚度、工作空间等性能进行了对比分析。以工作空间内刚度平均值为目标对冗余驱动机构进行了尺度优化设计,结果表明,优化后的冗余驱动机构的刚度性能得到明显提升。     

制钵机构的动态仿真

利用Pro/E软件对无体钵制钵机的制钵机构进行了实体建模,并以其机构部件的实际连接为基础,对其进行装配。在设置了机构连接方式和运动方式的前提下,利用Pro/E的Mechanism模块对切钵刀和预压板工作过程中的位置、速度和加速度进行了仿真,进而分析了制钵机构工作过程中的运动特点,为机构参数优化提供了参考。     

三平移并联机构拓扑设计与运动学分析

基于子运动链生成子工作空间和基于叠加原理的并联机构拓扑设计方法,设计一种具有符号位置正解且运动解耦的纯三平移并联机构,并对该机构进行拓扑分析;运用基于拓扑特征的机构位置分析方法求解该机构位置正逆解并进行验算;基于SKC单元的奇异分析方法对该并联机构的奇异位形进行分析,并求解该并联机构规则无奇异的长方体工作空间。研究结果为一类具有规则工作空间并联机构的设计提供了理论基础。     

基于MATLAB破膜机构的优化设计

设计了一种曲柄滑块式破膜机构。首先对破膜机构的结构及工作原理进行说明,然后建立了机构运动的数学模型,在理论上对机构的运动情况进行了分析,最后通过采用MATLAB编程对机构的运动过程进行仿真分析,研究机构在工作过程中的位移和速度等数据。研究结果表明,曲柄滑块式破膜机构能够准确找到破膜位置并完成破膜要求,避免了误划破薄膜的情况。     

3T1R并联机构运动学分析与优化设计

提出了一种可实现三维移动和一维转动的四自由度并联机构,它的2条相同支链通过被动转动副连接到动平台上,每条支链有2个相同分支,通过安装在基座上的移动副驱动。首先,阐述4PPa-2PaR并联机构的构型,通过螺旋理论验证机构的运动性质,基于机构自身特点研究机构的运动学特性;其次,利用数值法确定机构的工作空间,分析各设计参数对工作空间的影响,基于解析法研究机构工作空间的形状及满足的几何约束条件;最后,以工作空间占机构自身的比重为目标函数,设置影响工作空间的约束条件(如边界约束、不干涉性约束、避奇异约束和工作空间形状约束),并选择遗传算法对机构的尺寸参数进行优化设计。分析结果表明,优化后工作空间占机构自身的比重增大,工作空间体积也明显增大,优化结果可为后续样机研制提供参考依据。     

三平移刚柔混合并联机构优化设计与动力学分析

提出了一种三自由度绳驱动并联机构,其包含3组同组平行、异组交叉结构的绳系支链和1组被动弹性支链,具有轻质量、高加速度、大工作空间等特点。基于封闭矢量方法推导了机构运动学方程,并分析了机构可达工作空间和任务工作空间以及中间弹性支链对工作空间范围的影响;基于达朗贝尔原理推导了机构的平衡方程,利用边界搜索法、控制变量法建立了中间弹性支链的结构参数与绳索驱动力之间的关系,在保证机构满足高加速度及任务工作空间的条件下,以绳索的驱动力为优化目标对弹性支链结构参数进行优化,确定了合理的弹簧弹性系数和初始长度。采用拉格朗日方法建立了机构的动力学方程,并通过联合Matlab数值计算与ADAMS仿真验证了动力学方程的正确性。最后,基于优化结果设计了试验样机,并通过试验验证了机构运动学方程的正确性。     

3-PUS-PU柔顺并联机构运动学分析与优化设计

提出一种具有高精度、高刚度的3-PUS-PU柔顺并联机构,并对该机构进行运动学分析及优化设计。根据柔性铰链结构与机构间几何关系,对3-PUS-PU柔顺并联机构的运动原理进行阐述,并分析了该机构运动特性。采用空间闭环矢量法建立机构的运动学模型,对机构的输入-输出关系和速度特性进行了分析。基于力学理论,通过求解柔性铰链的极限转角,对机构的工作空间进行分析。根据机构的工作要求,提出定位精度指标和紧凑性指标,并进一步分析机构几何尺寸参数对其性能指标的影响。基于提出的性能指标,采用粒子群优化算法对机构的结构尺寸参数进行优化设计。结果表明,相比优化前,优化后的柔顺并联机构的定位精度提高25%,紧凑性提高81%,机构整体运动性能有了较大的提升,为后续样机研制提供了参考依据。     

某型电动自装卸式垃圾收集车压缩机构结构设计与性能优化

对海沃RCM03型自装卸式垃圾收集车的压缩机构进行机构设计与分析计算,优化了压缩机构中的油缸力学特性,进行压缩机构的液压系统功能设计。试验表明设计的压缩机构具有工作可靠、循环工作时间短、效率高等特点。     

探入式番茄钵苗移栽机构设计与试验

为了避免移栽机构在夹取秧苗过程中对秧苗茎秆造成损伤,针对夹取土钵的取苗方式,提出了一种探入式番茄钵苗移栽机构。依据结构特性和工作原理,建立了机构运动学理论模型,根据设定的优化目标开发了移栽机构优化设计软件,通过优化得到一组符合番茄钵苗移栽要求的结构参数。对栽植臂绝对转角和移栽机构绝对运动轨迹进行分析,验证了机构的合理性和可行性。建立了探入式番茄钵苗移栽机构的三维模型并虚拟仿真,对物理样机进行了高速摄影试验验证,通过对移栽机构实际工作轨迹与理论及仿真轨迹进行对比分析,验证了机构设计的正确性。对机构进行性能台架试验,取苗成功率为92. 8%,移栽成功率为89. 7%,栽植合格率为86. 4%,栽植优良率为59. 4%,符合移栽要求,验证了机构的实用性。     

摆环机构特征造型及运动仿真

摆环机构是实现联合收割机切割器往复运动的一种典型传动机构。为此,利用Autodesk Inventor三维机械设计软件对摆环机构进行特征造型,分析和模拟摆环机构的工作过程,实现了摆环机构的运动仿真。实验证明,通过特征造型实现的摆环机构虚拟运动仿真能够准确地反应摆环机构的工作原理,为构建农业机械虚拟实验室提供参考。     

基于RecurDyn的辣椒去核输送机构的设计

对一种辣椒去核机输送机构的工作原理和结构进行了阐述,分析了间歇式辣椒去核机输送机构的设计。根据其工作原理和设计思路,利用RecurDyn软件对该输送机构的链轮和链条进行建模、装配,并对其间歇式运动过程进行动态仿真。根据仿真得到的运动学曲线,对该机构不同时间段的运动状态进行了分析,证明了链轮链条机构在运动过程中不产生干涉,其运动为周期性的间歇式运动,检验了该输送结构设计的合理性与间歇式运动的可行性。     

驾驶室举升机构永磁直流电机结构设计

在分析汽车驾驶室液压举升机构工作原理的基础上,设计了电动/手动液压一体化翻转装置,重点对该液压举升机构的钕铁硼永磁直流电机的电磁负荷、电枢绕组和永磁体等主要参数进行优化设计,提高了驾驶室自动液压举升机构的工作安全性和可靠性。     

3-SPR并联机构运动学分析

针对一种3-SPR并联平台机构,依据机构的数学模型建立了机构的位置逆解模型,在此基础上推导出各支链的速度映射模型,通过算例和运动学仿真软件CosmosMotion的仿真结果对比分析验证了该速度模型正确有效,并通过利用SolidWorks软件进行虚拟机构的建模,对其工作空间进行仿真,得到机构工作空间的几何形状。     

辣椒去核机的设计和动态仿真

通过对辣椒去核机结构与工作原理的阐述,分析了辣椒去核机的结构特点、设计理念和设计方法,并根据设备结构对其工作原理和工作特点做了详细的分析。分析中,体现出机构的紧凑性、合理性和科学性。对机构的运动情况做出分析和猜想。首先,针对其结构特点和工作原理,做出其三维模型,并对三维模型进行动态仿真,然后对仿真结果进行多角度与多层次的详细分析,从理论方面对机构的可行性和科学性做了直接的证明。