对机器人机构结构综合3种方法（基于螺旋理论的方法、基于位移子群/子流形的方法和基于方位特征的方法）的基本思想与特点进行比较研究。研究表明,基于方位特征的方法具有显著的特点：可得到非瞬时机构和非瞬时自由度,机构存在的几何条件具有一般性（以上不同于基于螺旋理论的方法）;结构学基本方程揭示了机构的拓扑结构、运动方位特征和自由度...
单侧碰撞约束的双摆是一个复杂的动力系统,有多种多样的运动形式。对初始条件为接触的单侧碰撞约束双摆在正弦激励下的运动特性进行研究时发现,当激励频率与系统特性匹配时,只需很小的激励双摆的末端就会与约束分离,从而进入碰撞振动状态,且此时双摆每次与约束碰撞产生的切向冲量的概率分布具有不变性,即碰撞力具有驱动效果。根据这种特性提出一...
提出一种工业机器人的最优轨迹规划方法。将机器人的轨迹视为由机器人关节空间中一系列的关键点构成,关键点两两之间通过三次多项式曲线进行连接。通过使用加权系数法定义代价函数,从而使机器人运动过程中的总动作时间和消耗能量在某种程度上达到综合最优,同时考虑关节速度、加速度、二次加速度以及力或力矩等约束条件。在代价函数的设计中,采用...
2011年IEEE世界机器人与自动化大会（2011IEEE International Conference on Robotics and Automation）将于2011年5月9日至13日在中国上海国际会议中心和浦东香格里拉大酒店举行。大会网址：http：//www.ICRA2011.org。
空间7R机构是对串联形式的工业机器人机构的抽象,其位移分析曾被称为机构运动分析中的珠穆朗玛峰问题,这个问题的最终解决是由中国学者完成的。6-SPS并联机构与串联形式的工业机器人机构存在着对偶关系,它的位移分析同样是一个难点问题,在过去的十几年中没有取得实质性的进展。基于此,提出一种表示旋转矩阵的新方法,通过分析动平台位置与姿态变...
对仿壁虎机器人的步态规划问题进行探讨,在观察分析大壁虎爬行方式的基础上,总结出1324、伪1324以及对角线三种步态,并简要介绍不同步态规划之间的区别,最终选择对角线步态作为仿壁虎机器人的爬行步态。在此基础上设计仿壁虎机器人的直线位移步态规划和原地转弯步态规划。针对仿壁虎机器人的单足路径规划,根据步态规划结果将每一条步行足的运动...
为得出腿式着陆器着陆稳定性判据及提高其着陆稳定性的方法,给出腿式着陆器的结构原理,结合腿式着陆器的结构特点,基于零力矩点（Zero moment point,ZMP）理论研究腿式着陆器着陆过程的稳定性及其相关理论,给出基于ZMP的腿式着陆器着陆稳定性分析流程,为腿式着陆器着陆稳定性研究提供参考。为验证所提出基于零力矩点理论的腿式着陆器着陆稳定性...
运动学标定是一种提高机器精度的有效方法。一个改进的误差分析和标定方法得到仿真验证,解决一个用做锻压操作机台虎钳的特殊3自由度并联机器的标定问题。通过建立运动学正解和逆解模型,得到机构的运动空间并对机构进行运动学精度分析,得到机构所有误差源对终端位姿误差的影响因子。结合零部件加工工艺性及精度分析的结果,确定需要标定的误差源,...
为研究产形曲线按双自由度运动展成曲面的啮合问题,利用双自由度共轭条件,提出曲线刀刃双自由度展成曲面的理论。将此理论用于直线刀刃双自由度展成环面蜗杆螺旋面的计算,在普通滚齿机上加工出这种蜗杆,用三坐标测量机测量蜗杆螺旋面的结果与理论计算的结果一致,并研究了直线刀刃双自由度展成环面蜗杆副的应用前景。研究表明：利用曲线刀刃双自...
双驴头抽油机游梁后臂由半径可变的圆弧构成,其有效长度在运动过程中随驱动绳与后驴头的变化而改变,目前通用的动力学仿真软件无法实现该机构的动态仿真。根据双驴头抽油机变参数柔性连杆机构的传动特点,建立双驴头抽油机的运动特性方程,并提出双驴头抽油机运动特性函数的求解算法。该算法为实现双驴头抽油机的系统仿真提供有效的数学模型。针对...
由于旋转机械结构的复杂性,转子碰摩声发射信号在复杂体结构的传播过程中,多模态波传播速度不同且信号畸变严重,传统的时差定位法难以得到准确的碰摩源。根据声发射信号传播时能量与声源距离按反比关系衰减的特点,建立信号能量衰减模型,将目标声源位置限定于圆心和半径都为传感器对的能量比函数的超球上,并将定位问题转化为估计问题,采用自适应...
针对复杂结构形状难以参数化的问题,建立基于有限元网格的参数化形状优化模型,提出一种基于模态振型的结构形状优化方法以控制结构声辐射功率。该方法通过有限元法计算结构的振动特性,然后采用瑞利积分进行结构的声辐射分析,在此基础上,用一组模态振型绝对值线性组合定义修改区域的形状优化函数,以每阶模态振型贡献因子为设计变量,通过改变模态...
为描述柔顺机构动力学特性,需要建立其动力学模型。基于有限元法,根据Lagrange方程建立柔顺机构的动力学方程。在此基础上,得到机构各阶固有频率和模态,并给出固有频率和模态对各项设计变量的灵敏度计算方法。推导出柔顺机构中柔性杆件上任意一点应变的算法,计入应变中的非线性项。求解柔性杆件上任意位置的动应力,并计算杆件在各个时刻的最大应...
单悬臂梁压电振子俘获环境中振动能时,对环境振动频率敏感且频带有限,在谐振频率与环境振动频率不匹配的情况下,会导致压电振子俘能效率低下。基于此,设计复合型悬臂梁压电振子并建立其振动模型,采用激光测振仪对复合型悬臂梁压电振子进行扫频测试。研究结果表明,复合型悬臂梁压电振子谐振频率范围为56～72Hz,与理论分析结果基本吻合,试验验证了...
证据理论在合成高度冲突的证据时,得到的结果往往有悖常理。几种代表性的改进方法虽然能较好地解决此问题,但收敛速度较慢,并且利用这些改进方法组合一致证据时发散,从而限制证据理论在故障诊断领域的应用。鉴于此,提出一种基于证据可信度的证据合成新方法,并结合神经网络,提出基于改进证据理论的多神经网络融合故障分类方法。以齿轮为研究对象,...
为了改善免疫网络聚类算法的效果,进一步提高算法的数据浓缩率和分类正确率,设计新的抗体变异策略和独特型网络调整机制,提出免疫网络聚类新算法。首先,借鉴Timmis的人工识别球概念,结合模糊理论,构造独特型模糊免疫识别超球对抗体网络实现更新,并利用复杂网络中反映社群结构特征的模块性指标,构造模块性聚类准则函数,提出基于模块合并的记忆抗...
采用纳米压痕仪,研究了不同曲率半径的金刚石压头在单晶硅表面的径向纳动运行行为和损伤特征。结果表明,相对于尖端名义曲率半径,压头在一定压入深度下的等效曲率半径是决定材料纳动损伤的更有效参数。在50mN的峰值载荷下,曲率半径20μm的球形压头在单晶硅表面的径向纳动以弹性变形为主,未观察到明显的纳动损伤;尽管Berkovich压头尖端曲率半径仅...
为研究轴承流场大间隙时激波的形态和激波与边界层的相互作用,建立供气孔和轴承间隙组成的完整气体轴承流场,采用层流和分段湍流模式计算大间隙下平面气浮轴承的流场特性,计算与试验测试结果基本吻合。计算结果较好模拟出轴承间隙内由激波/边界层干扰诱导的复杂流场的流场特性,再现不同间隙下流场中的激波结构和激波对流场的影响。从速度和压力...
基于材料热参数对摩擦表面热弹性和热膨胀产生的互逆变形原理,运用Hertz理论和材料本构关系推导出了描述摩擦表面接触变形的理论模型;利用Voss提出的连续随机相加算法思想,模拟分形布朗运动以建立工程粗糙表面;并将模拟表面与理论模型相结合,实现了热参数对摩擦表面粗糙度演变规律的描述。研究表明,摩擦表面的接触形变与其材料的热参数相关;实例...
针对重载荷铜基粉末冶金摩擦片对动态性能的更高要求,采用宽带激光束对摩擦片铜基粉末冶金摩擦材料层进行激光表面改性处理研究。采用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪及硬度计等分析、测试仪器对粉末冶金摩擦材料层微观组织及性能进行表征,采用离合器摩擦元件动态性能试验台对摩擦片动态性能进行测试。结果表明,宽带激光表面改性处理后,铜基粉...
产品设计是一个冲突不断产生和消解的过程,尤其是在绿色设计过程中,产品新增加绿色属性与产品原有功能、性能之间产生的冲突问题是制约其有效实施的难点、瓶颈之一。为此,将可拓学中转换桥方法引入绿色设计冲突消解研究。针对绿色设计中的冲突问题进行了形式化基元模型表达,构建了冲突问题定量描述与消解的转换桥共存度函数和转换桥可拓变换函数...
为实现逆向工程中未知自由曲面高效、高精度的数字化测量,提出一种基于探路法的自适应采样方法。在接触式测头（Touch probe,TP）的两侧各安装一个点激光测头（Point laser probe,PLP）,建立坐标转换模型将各个测头的测量值统一到基准坐标系下。逐行采样过程中,在测量方向上,PLP用于探路测量,系统实时地对探路测量数据进行处理并拟合成B样条曲线...
针对现有零件资源分类缺乏通用性和可扩展性的问题,将本体论和事物特性引入到零件资源分类建模过程中,提出基于本体的零件资源通用分类模型。重点研究该模型的概念化分析方法和结构化描述模式,并结合企业应用实际,提出零件资源通用分类模型的实例化方法,建立零件资源分类模式。最后,基于某汽车配件企业构建零件库的需求,开发零件库资源分类数据...
在基于曲线长度约束的曲面变形设计方面,提出基于局部变换的约束变形算法,并与鞋楦曲面的编辑设计相结合,解决个性化鞋楦设计中的变形问题。其主要思想方法是对曲面的每一个曲线约束构造局部变换,以满足约束曲线的变形要求,再通过曲面的重新全局参数化,将约束曲线处的局部变换扩散到整个曲面。此约束变形方法与曲面的表示无关,没有采用能量优化...
针对粗精动运动平台系统辨识中激励信号的生成进行了优化设计方法的研究。粗精动平台结构通常用于长行程、高精度的运动平台系统,如扫描光刻机运动平台、硬盘寻道平台等系统。获得粗精动系统的准确模型是改进粗精动运动系统控制的重要基础。而系统辨识是获得系统模型的一种有效方式。其中输入信号设计是系统辨识试验重要的一部分。将粗精动运动...
介绍螺纹副载荷分布特点以及螺纹副承载分布的解析方法、光弹试验方法和有限元法。基于ANSYS平台建立参数化的螺纹副承载分布有限元模型,通过SOPWITH和YAMATOTO两种解析方法验证螺母轴力计算结果,将各扣螺纹牙承载比例与光弹冻结试验结果进行对比,以验证有限元模型的可靠性。接着系统考察螺纹类型、螺距P、螺纹副径向尺寸系数d/D、啮合扣数N、摩...
微结构功能表面的金刚石超精密加工技术是近年来国外兴起的一项新技术,国内在这一研究领域处于起步阶段。并且由于受加工设备所限,使得该技术在国内的开展显得异常艰难,为了克服这一困难,自行设计带有快速伺服刀架（Fasttoolservo,FTS）的超精密加工机床,提出按照自适应指数趋近律来设计滑动模态控制律,并将滑膜变结构控制策略引入FTS的控制中,...
分析了微量润滑切削时润滑剂的渗透机理及润滑作用对铣削力的影响。使用传统切削、干式切削及微量润滑三种方式铣削高强度钢（PCrNi3Mo）,对比切削性能并探讨微量润滑技术对刀具磨损及切屑形貌的影响。对微量润滑加工过程中切削参数（铣削速度、每齿进给量、铣削深度及润滑剂使用量）对刀具磨损的影响进行研究,利用响应曲面法建立了刀具后刀面磨...
成形精度差是金属板料渐进成形工艺的重要缺陷。针对渐进成形精度评价问题,提出位移误差评价法,即通过确定测量方向上的变形位移来衡量其成形精度。利用误差位移法对一组圆锥形成形制件进行研究,提出渐进成形过程中金属板料回弹和成形工具系统刚度是影响成形制件精度的主要因素。且成形过程中制件成形角一定,回弹一定,成形角变化,回弹变化,回弹...
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