一种新型手腕驱动机构及其运动分析

以基于球形齿轮传动的柔性手腕为研究对象,提出了一种新型手腕驱动机构,并对此机构进行运动分析,建立了它的运动模型,推导出了运动方程的解。分析结果证明了该机构运动的确定性、传动的准确性。     

机器人步行腿机构的动力分析

本文根据力的叠加原理,采用拆杆拆副法,对一平面闭式多杆步行腿机构进行了较为全面的动力分析,得出了一个运动循环内原动曲柄的输入力矩及各运动副处的约束反力线图,为该机构的驱动、控制及进一步的改型设计提供了必不可少的计算依据。线图分析表明:该机构节省能量,力学性能较好,有良好的应用前景。     

渐开线球齿轮及范成法加工方案研究

在球冠面上分布着一道道环形齿廓而形成的球齿轮是一种新型齿轮。球齿轮机构可用来传递空间球面运动。为推广应用,有必要对球齿轮的加工进行研究。本文在分析球形齿轮的形状特性的基础上,将常规齿轮的范成法加工原理推广应用到球齿轮的加工上,从而形成球齿轮的范成加工方法。在应用范成法的前提下,设计了车削加工与铣削加工方案,并具体设计了一套球齿轮车削加工装置,为球齿轮加工的进一步研究提供了最基本的实验手段     

渐开线球齿轮齿廓曲面方程的推导

介绍了一种新发明的球齿轮机构,建立了新型球齿轮齿廓曲面的参数方程。推导了渐开线齿廓曲线的通用表达式,对其进行旋转变换得到了球齿轮机构中齿轮的环形齿面方程。利用双自由度啮合理论,进一步推导出新型球齿轮的啮合方程,最后推导出渐开线球齿轮共轭齿廓曲面方程。理论结果证明了渐开线环面齿廓的共轭齿廓曲面仍然是渐开线环形曲面。     

用加权余量法求解弹性机构的稳态响应

在机构的运动弹性动力分析中,稳态响应的求解已有了多种方法。本文通过分析、比较,提出了用加权余量法求解弹性机构稳态响应的思想,并给出了两种基本算法。作为应用,本文还给出了两个算例,其中空间四杆RS'SR 机构为本文首次给出。     

扑翼UUV前肢驱动机构设计

通过对海龟前肢运动特点的分析和研究,对扑翼进行受力分析,充分利用惯性与流体力的作用,基于Unigraphics软件,实现前肢扑翼驱动机构的虚拟样机设计,简述此机构的周期运动过程,通过计算与仿真得出其粗略的推进力曲线及驱动电机参数,验证了机构的合理性。     

基于球齿轮的新型轮腿复合式移动平台设计研究

复合式移动系统是当前移动机器人研究的热点之一.总结了已有的一些轮-腿复合式移动系统的研究成果及结构特点,提出一种基于球齿轮机构的新型轮-腿复合式移动平台的结构设计方案,这种新型移动平台的轮腿机构具有不同于已有轮-腿复合式移动系统独特的运动特征,在结构上可实现"轮"、"腿"的真正融合,使得平台具有轮式、腿式和轮-腿复合三种移动模式,可实现直行、斜行、小半径转弯甚至原地转弯等多种运动姿态.对轮腿机构进行了计算机虚拟模型运动仿真研究,并对平台样机进行了姿态调整实验,结果表明这种新型移动平台能够实现设定的多种复杂运动姿态.     

一种新型主动式波浪补偿系统的原理及数学建模

基于差动行星齿轮传动机构,提出了一种新型主动式波浪补偿系统。介绍了波浪补偿的系统组成,在分析差动行星轮系调速特性的基础上,阐述了波浪补偿系统的工作原理和补偿机制。根据波浪补偿的两个主要目的,按照从补给船吊装载荷到被补给船的整个工作过程,建立了波浪补偿系统的数学模型,为实现系统的计算机控制提供依据。     

新型舵机结构运动分析与仿真

根据旋转弹弹道修正要求,提出一种基于4R空间机构的电动舵机结构,建立了理论分析模型,以空间机构学运动分析为基础,推导了机构输入、输出转角关系,绘制了理论分析转角曲线,建立机构三维模型,通过多刚体及刚柔耦合仿真验证分析了舵机转角关系和运动副受力情况,研究了该结构的可行性。计算分析结果表明,该舵机具有结构简单,动作可靠的优点,能满足舵机控制的转角精度和响应频率要求,适用于简易制导弹药。     

圆点曲线的计算机图形处理

根据运动杆的4个或5个相邻位置准确设计四杆机构的关键是求解圆点曲线。根据射影几何的原理,利用几何分析的方法建立了圆点曲线的参数表达式,分析了圆点曲线的变化规律,提出了一种圆点曲线的计算机图形处理方法。该方法较之几何法精度高,较之解析法求解方便、直观性强。给出了该方法在四杆机构设计中的应用示例。     

基于有限元分析的车辆驱动桥壳台架加速疲劳试验

针对开展驱动桥壳台架加速疲劳试验对删减载荷谱的实际需求,提出了基于有限元虚拟台架试验获得删减载荷谱的试验与分析方法.在有限元仿真分析环境下对某军用特种车辆驱动桥壳进行静强度试验、疲劳寿命预测、应变历程提取以及时间关联损伤分析等工作,得到了用于加速台架试验的删减载荷谱.台架试验表明,使用该方法获得的删减载荷谱能够在准确反映桥壳所受到的损伤同时,大幅缩短台架试验时间,证明了本文所述方法的实用价值.     

AT汽车换挡动态过程仿真研究

AT汽车换挡品质的控制主要是对其换挡动态过程的冲击度,滑摩功的控制,在对评价汽车换挡品质的几个主要评价指标:纵向冲击度,滑摩功以及滑摩时间进行分析的基础上,建立了自动变速汽车换挡过程动力学仿真模型,主要是基于多体动力学原理而建立了详细的行星变速箱模型,包括2个行星排和4个换挡离合器子模型.利用该模型,通过模拟2挡换3挡的动力学过程,分析了不同离合器结合压力对汽车冲击度,滑摩功的影响,这对AT汽车换挡品质的控制具有指导意义.     

伺服机构故障下基于线性规划的运载火箭姿控系统重构控制

发动机伺服机构故障给新一代运载火箭姿控系统的可靠性和安全性带来挑战,亟须开展重构控制策略研究。针对这一问题,提出一种基于线性规划的摆角重构控制分配方法。将伺服机构故障下的摆角分配问题转化为1范数单目标有约束优化问题,进而转化为标准的线性规划模型,采用单纯形法进行求解。仿真结果表明,所提出的线性规划法能够实现伺服机构故障下姿控系统的完全重构,各摆角均未达到饱和值,表明了方法的有效性。     

基于T-S模型的非线性系统主从控制器设计

针对同时具有输出和输入非线性的系统,通过中间虚拟控制量的设置,转化为两个非线性子系统的串联,从而简化系统结构并解决最终控制量不宜直接获取的问题。针对无人水面艇的航迹和横摇控制,设计了基于反演控制的从控制器,实现了输入非线性中虚拟控制量到舵角的映射,通过T-S模型将输出非线性系统,转化为线性时变系统,并考虑舵机的角度与角速度约束,设计了广义预测主控制器。该方法不仅简化了系统结构,同时仿真结果表明,所设计的主从控制器可以获得较好的控制效果。     

Numerical investigation on free air blast loads generated from center-initiated cylindrical charges with varied aspect ratio in arbitrary orientation

In current guidelines, the free air blast loads (overpressure and impulse) are determined by spherical charges, although most of ordnance devices are more nearly cylindrical than spherical in geometry. This may result in a great underestimation of blast loads in the near field and lead to an unsafe design. However, there is still a lack of systematic quantitative analysis of the blast loads generated from cylindrical charges. In this study, a numerical model is developed by using the hydrocode AUTODYN to investigate the influences of aspect ratio and orientation on the free air blast loads generated from center-initiated cylindrical charges. This is done by examining the pressure contours, the peak overpressures and impulses for various aspect ratios ranged from 1 to 8 and arbitrary orientation monitored along every azimuth angle with an interval of 5°. To characterize the distribution patterns of blast loads, three regions, i.e., the axial region, the vertex region and the radial region are identified, and the propagation of blast waves in each region is analyzed in detail. The complexity of blast loads of cylindrical charges is found to result from the bridge wave and its interaction with primary waves. Several empirical formulas are presented based on curve-fitting the numerical data, including the orientation where the maximum peak overpressure emerges, the critical scaled distance beyond which the charge shape effect could be neglected and blast loads with varied aspect ratio in arbitrary orientation, all of which are useful for blast-resistant design.     

基于改进QPSO-NN的冗余机械臂逆运动学算法

针对某种冗余机械臂逆运动学求解的问题,提出了一种基于改进量子粒子群神经网络的求解算法。以冗余机械臂末端位姿为输入,经神经网络求得其逆解;针对神经网络输出结果误差较大的问题,把神经网络求初值加入初始化的粒子群中,通过基于Metropolis准则改进量子粒子群算法,避免了量子粒子群算法的早熟现象;以关节坐标经正向运动学求得的末端位姿和期望位姿的误差为适应度函数,对机械臂关节坐标迭代寻优。仿真结果表明该方法结合了神经网络算法的快速性和改进量子粒子群算法的精确性,满足求冗余机械臂逆运动学问题的速度和精度要求。     

激光导向车 (LGV) 的实时姿态检测及控制

提出了一种通过实时检测激光导向车的姿态来控制其行驶的方法,该方法的基本原理是依据激光接收阵的信息先推导出车的瞬间姿态（以角度偏差α和距离偏差Ｄ表征）,然后对两驱动轮的速度进行控制;在新的模型车上的实验结果表明,这种方法明显提高了车的运行精度,可望用于实际的ＬＧＶ。     

基于AMESim的液压混合动力车辆建模仿真研究

在阐述并联式液压混合动力车辆的结构原理及液压系统参数设计的基础上,利用AMESim创建了整车模型。根据液压混合动力系统的工作特性,以改善车辆燃油的经济性为目标,提出了基于车辆扭矩需求的发动机和液压泵/马达扭矩控制策略。仿真结果表明:该混合动力系统能合理控制扭矩分配,实现不同工作模式的平顺切换,在满足车辆动力性能指标的前提下,有效地提高了燃油的经济性。