基于模拟退火算法的机械臂刚度辨识构型优化与实验

针对机械臂关节刚度辨识的测量构型提出了新的优化方法和实验设计思路。首先,综合考虑机械臂形位以及载荷矢量对刚度辨识的影响,采用参数κ－1F(A)作为测量构型评价指标。在此基础上,通过合适的模拟退火优化算法得到基于κ－1F(A)的最优测量构型。基于设计的多向加载装置实现了载荷的优化加载。实验结果表明,与典型评价指标κ－1F(J)相比,κ－1F(A)的最优化测量构型能更好地克服多种测量误差影响,补偿后末端位置精度提高29.59%,最大位置误差降低32.71%。可应用于实际工业环境中的串联机械臂刚度标定。     

基于滑轮组和永磁弹簧的变刚度关节设计与控制

基于永磁弹簧、滑轮组和类行星轮系结构提出了一种新型的绳索驱动变刚度机器人肘关节。阐述了关节中应用的原理和样机整体结构设计。利用模型间静力学关系和雅可比矩阵推导得到关节的刚度模型,并给出了关节刚度随磁弹簧刚度和关节位置变化规律。以变刚度关节的动力学模型为基础,设计了变刚度肘关节的刚度与位置解耦控制器。通过变刚度关节的刚度和位置解耦验证实验,验证了解耦控制器的准确性。通过轨迹跟踪实验,给出了关节刚度变化对关节位置控制的影响规律。本文提出的绳驱变刚度肘关节具有更轻的质量与结构,较好的刚度变化性能与运动精度。     

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...     

3-RHUR/PUS+PP混联机器人构型与性能分析

为提升串并混联机器人大行程刚度与综合性能,提出一种带随动滑筒的3-RHUR/PUS三自由度并联头串联XY双导轨的混联五自由度机器人构型。根据非线性约束方程组给出其位置正反解,并基于螺旋理论建立了串并混联的正逆运动学映射关系,基于建立的混联机器人的柔度模型讨论了其方向刚度;综合考虑机器人的转动能力、力传递性能、速度和刚度性能,在利用线性加权法对机器人进行多目标优化的基础上,提出最优拉丁超立方采样（Optimal Latin hypercube sampling, OptLHS）与插值相结合的优化算法,从而缩短了优化计算所需时间,得到了机器人最优尺寸参数。     

2-UPR-PRU并联机构静刚度模型建立与性能分析

针对2-UPR-PRU两转一移三自由度并联机构,采用螺旋理论和应变能方法对其进行系统的静刚度模型建立与性能分析。基于闭环矢量法建立2-UPR-PRU并联机构的运动学逆解模型。考虑分支杆件的柔性,采用螺旋理论和应变能方法推导2-UPR-PRU并联机构各分支的刚度矩阵,结合变形协调方程构建2-UPR-PRU并联机构的整体刚度矩阵,得到外载作用下机构在不同位型的变形情况和整体柔度矩阵,并通过ANSYS软件进行数值仿真验证。基于静刚度模型分析2-UPR-PRU并联机构的虚功刚度指标,获得2-UPR-PRU并联机构在不同外载和操作高度情况下的静刚度性能分布图谱。研究结果对于设计样机、提高机构的控制精度方面有重要的参考价值。     

无黏性土增湿-脱湿过程中接触角的特性

[目的]研究粉土颗粒的接触角滞后特性,掌握土壤增湿或脱湿过程中的界面特性,为建立离散元接触模型提供相应的试验基础.[方法]用躺滴法对土颗粒表面的初始接触角及动态接触角进行测量,用直接观测法对增湿和脱湿条件下土颗粒与孔隙水的接触角进行测量.[结果]天然粉土的平均初始接触角为41.5°,远大于0,广泛用在具有连续表面固体动...     

新型RC网格式框架结构墙体试验研究

为研究新型RC网格式框架结构承载力、滞回曲线、骨架曲线、延性、刚度和耗能能力等受力性能，进行了3榀1/5缩尺墙体模型在低周反复水平荷载作用下的试验.试验结果表明：新型RC网格式框架结构表现出框架结构的受力特性，试件各层均出现反弯点，为剪切型破坏；滞回曲线饱满，有较强的耗能能力；延性比常规框架好；试件屈服后，刚度退化较快，临近破坏时，刚度退化缓慢.考虑材料、几何和接触非线性，运用有限元软件ANSYS对相同条件下填充磷石膏的网格式框架结构墙体进行计算，有限元计算屈服时墙体顶点最大水平位移比试验大约5.8%，与试验结果吻合较好.新型RC网格式框架结构是介于框架结构和密肋网格式剪力墙结构受力性能之间的一种结构形式，适用于建造高层住宅及办公建筑等.     

横向正应变对梁接触问题的影响

应用深梁理论，分析了受均布荷载悬臂梁与刚性地基接触的全过程。消队 了接触区间端占的集中反力，其接触区间明显大于只考虑剪切变形的梁理论的结果，揭示了横正应对梁的接触问题有着不可忽略的影响。     

高压供电线路故障定位系统的无线传输网络设计

针对现行规范在计算高强度螺栓承压型连接的抗剪承载力时不考虑连接板之间的摩擦力，与承压型高强螺栓的受力机理不相符的问题，采用虚功原理推导了预拉力模拟方法，并采用有限元方法对这一连接的受力过程进行分析.分析结果表明，当连接的承载力由螺栓强度控制时,若不考虑构件间的摩擦力, 则高强螺栓承压型连接的承载力会被低估.在数值分析的基础上对这种连接方式的抗剪承载力提出了考虑连接板间摩擦力的计算方法.与有限元结果比较,该计算方法的误差在10%以内.     

空气与水顺流直接接触热质交换过程模型计算及分析

为了获得方便计算空气与水顺流直接接触热质交换过程的公式和方法,为蒸发冷却设备的设计和实验分析提供了理论指导和新方法,该文基于模型假设和对空气与水顺流直接接触热质交换过程的能量分析,推导出了揭示空气与水顺流进行热质交换时,空气与水的状态参数与过程的无因次量-传质单元数NTU_m、传热单数元数NTU_h和水气比β之间内在规律的通用方程组,并给出了利用MATLAB软件求解方程组的计算方法。应用到绝热等焓过程,理论结果与前人的理论推导结论相同。对一冷却减湿过程进行计算和分析表明,在空气与水进口状态参数一定的情况下,过程的NTU_m、NTU_h、β之间存在相互联系的内在关系;顺流时,进口条件一定,β有一最小值;当β一定时,NTU_m增加到一定值后,对热质交换过程已基本没有影响;当NTU_m一定时,有一最佳β值,此时空气温降最大。