给定两连杆运动面的Watt-I六杆机构空间解域综合方法

针对运动生成Watt-I型六杆机构综合问题,给出了一种基于空间解域的综合方法。该型机构中作为末端执行构件的连杆和一个四杆机构的连杆运动面相连,因此需要给出这个连杆运动面的位置。该方法首先综合四杆机构,然后将二杆组添加到四杆机构上。对于四位置问题,四杆机构综合可得到无穷多机构解,而对于任意四杆机构又有无穷多种添加二杆组的方法。本文以四杆机构的平面解域为基础,将综合所得无穷多六杆机构在一个有限的空间区域内表示出来,还给出一种能有效判断Watt-I型六杆机构回路和分支缺陷的方法。通过对综合所得无穷多机构解进行判断,建立六杆机构去除回路分支缺陷的空间可行域。空间解域的应用使设计者能够从整体上把握六杆机构的可行解的全部解空间,从而使获得附加更多条件的最优机构成为可能。     

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。     

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。     

Stephenson Ⅱ型六杆机构曲柄存在条件及判断方法

曲柄问题是机构综合中一个基本问题。对于 Stephenson 型六杆机构 ,由于有多达六个回路 ,不同的回路又有不同的旋转性 ,且主动件相对于机架在通过大于 36 0°的角度时会产生振荡 ,所以其曲柄存在的判别一直未得到圆满解决。本文在距离曲线限制线法回路分析的基础上 ,通过对表示此类机构回路的曲线 (段 )的深入分析 ,给出了此类曲柄存在条件及判断方法 ;从而解决了机构综合中最困难的问题之一 ;最后以实例证明了此方法的正确性。此外 ,该方法还可以扩展到其他类型的六杆机构曲柄存在的判断。     

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。     

齿轮五杆曲柄滑块机构的轨迹综合

分析了一类齿轮五杆曲柄滑块机构的尺寸约束条件,利用复矢量理论和Fourier级数理论建立了机构连杆轨迹的数学模型,推导出计算机构实际尺寸和安装位置参数的数学公式,根据曲柄和连杆间传动比的不同分别建立了相应机构连杆转角算子谐波特征参数的数值图谱库.利用数值图谱法实现了齿轮五杆曲柄滑块机构连杆轨迹的尺度综合,综合算例证明了该方法的实用性和有效性.     

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。     

铰链四杆机构分析与综合软件系统开发与应用

以VC 6．0为工具，开发了一套铰链四杆机构分析与综合的软件系统、该系统首先可判别出两类八种Grashof(有曲柄)及非Grashof(无曲柄)铰链四杆机构的类型，并可对其进行运动学分析。在此基础之上能够快速综合出若干种常见铰链四杆机构，且可直接对得到的机构进行动画演示．     

平面四杆机构的可视化设计与研究

文章通过建立曲柄滑块机构和正弦机构的数学模型,在LabVIEW软件中设计出这两种机构的可视化界面,实时显示了两种机构运动参数曲线及其相关数值。该设计界面可快捷获得杆长参数对机构运动特性的影响,通过仿真数据揭示正弦机构和曲柄滑块机构的本质关系,为机构分析和设计提供帮助。     

铰链四杆机构分析与综合软件系统开发与应用

以VC++6.0为工具,开发了一套铰链四杆机构分析与综合的软件系统.该系统首先可判别出两类八种Grashof(有曲柄)及非Grashof(无曲柄)铰链四杆机构的类型,并可对其进行运动学分析.在此基础之上能够快速综合出若干种常见铰链四杆机构,且可直接对得到的机构进行动画演示.     

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。     

履带张力及其对行走系影响的分析

东方红-802K拖拉机采用六连杆机构履带缓冲装置,理论分析表明,当履带在卡入石块、脱轨、陷车等意外工况时,拐轴的退让量比东方红-802拖拉机和东方红-70T推土机大,避免了机件的损坏。     

5-5型并联机器人位置正解的简单算法

对一类5-5台体型并联机器人机构的结构特征进行了深入分析,提出了其位置正解分析与求解的简单方法。首先利用序单开链的思想对该机构进行拓扑特征分析和结构分解,将其运动学方程维数降至最小,然后利用一维搜索法得到全部实数解,最后将该方法应用于具体实例,结果不仅表明了该方法的有效性,而且首次给出了具有20组实数解的机构实例。     

正解符号化且运动解耦的2T1R并联机构拓扑

基于方位特征（POC）方程的并联机构设计理论与方法,设计了一种全部由低副组成、具有位置正解符号化且部分运动解耦的两平移一转动（2T1R）并联机构,并对机构的主要拓扑特征（POC、自由度、耦合度、运动解耦性）进行分析与计算;基于拓扑特征运动学建模原理,导出机构符号式位置正解和反解;同时,由位置反解分析了机构奇异性,基于符号式位置正解求解了机构工作空间;根据基于虚功原理的序单开链法,对该机构动力学性能进行分析,计算得施加在3个驱动副上的驱动力;最后,对该机构应用于无人机操作及其安全着陆的动作原理进行了概念设计阐述。     

基于模拟退火算法的五缸往复泵曲柄相位布置方案优化

为改善往复泵曲轴受力,提高其工作性能,通过对往复泵曲轴受力及强度分析,以曲轴曲柄5个不同初始相位角为设计变量,以曲轴危险截面所受最大弯矩最小为优化目标,建立往复泵曲柄相位布置方案优化模型.基于模拟退火算法对往复泵曲轴的曲柄相位布置方案进行优化,最终得到2种曲柄相位优化布置,并对优化后的曲轴进行受力及强度仿真分析. 结果表明:优化后的曲柄相位布置方案使得曲轴所受最大弯矩及弯扭组合应力最小,最优布置方案与最差布置方案相比,有效改善了曲轴受力;曲柄相位布置方案优化模型的建立方法同样适用于多缸(五缸、七缸及九缸)单/双作用往复泵,具有通用性;模拟退火算法可以快速优化曲柄相位布置方案,该算法可求得整体最优解,可靠性高,为类似曲轴的曲柄相位布置方案优化提供了新方法.     

基于参数化设计的育苗杯制作机结构计算

以2RBW-1500型育苗杯制作机为基础,分析其组成机构。采用NURBS曲线原理拟合焊接凸轮轮廓曲线,将得到的曲线控制点输入Solidworks编辑宏,从而精确设计凸轮廓线。同时,分析了六杆输入机构顶端滑块的位移、速度、加速度,并得到运动的数学方程式。基于Solid Works-motion平台上的运动分析,构建运动模型,得到焊接推杆及六杆机构滑块的位移、速度、加速度的时间曲线,并就曲线意义及某些特征点做了合理解释。最后,结合整个机械,分析运动的联动性,并在模型上印证结果,从而验证结构设计的合理性和正确性。     

6支链台体型Stewart衍生构型位置正解半解析算法

目前6支链Stewart并联机构位置正解无全解析解或全解析解推导困难,不利于程式化分析计算,本文设计4种6支链台体型Stewart衍生构型,并构建了一种数值法和解析法相结合的半解析算法。通过添加6条虚拟支链,4种衍生构型可重构为同一种12-6台体型拓扑构型;推导了重构构型的协调方程,并针对4种衍生构型,推导了虚拟支链长度的数值解;基于动平台上特征点之间的拓扑关系,推导了重构构型位置正解的全解析解。进一步对比分析了半解析算法与传统数值法在计算位姿正解时的精度、效率和稳定性。数值算例表明,半解析算法的精度与稳定性优于传统数值法至少2倍,但传统数值法的效率是半解析算法的7倍;同时得到了半解析算法的3点构型选取原则。