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连杆机构运动分析和动态仿真系统的研究

连杆机构运动分析和动态仿真系统的研究

作者：孙亮波武汉科技大学

学位级别：硕士

机构分析与仿真是机构设计的重要内容,其中对连杆机构的研究较多。对于结构类型比较固定的机构,已经有不少的研究成果,但在机构的综合问题上还需要进一步的研究完善。本文叙述了平面连杆机构运动分析和可视化仿真的理论,比较分析了多... 详细信息

机构分析与仿真是机构设计的重要内容,其中对连杆机构的研究较多。对于结构类型比较固定的机构,已经有不少的研究成果,但在机构的综合问题上还需要进一步的研究完善。本文叙述了平面连杆机构运动分析和可视化仿真的理论,比较分析了多种机构的分析方法后,运用基于杆组的机构组建理论对机构进行了运动分析,利用Visual Basic在图形显示方面的优势,采用Visual Basic 6.0编程,开发了一套平面连杆机构运动分析和动态模拟仿真系统。该系统可以任意组建机构,不限制机构组成构件的数目,综合度较高;修改完成后进行机构的预运行,提出了机构可行性的概念,解决了在运动模拟中机构在某一角度位置不满足装配条件时,计算出错的问题,保证了任意搭建的机构均能实现运动模拟;对机构在整个周期内的可行性进行了计算分析并记录相应信息,随后进行动态模拟仿真,可根据需要输出任意构件点的位移、速度、加速度曲线和相应文字信息,形象直观。该系统界面美观,人机交互性能强,并有较强的容错机制,操作时根据文本提示,不需要很强的专业知识。使用该系统,我们可以优化设计新机构,并对机构进行运动模拟,观察机构运动过程中的情况,预测设计缺陷,提高设计效率。本论文的创新之处: 1.用基于杆组的思想来组建机构,并可以任意的添加和修改,在动态仿真中可以观察到机构比较“真实”的运动情况,并有相应数据和图表信息的显示。 2.对机构运行的可行性进行了分析研究,对机构运动仿真前,在后台进行了机构运动模拟的预运行,甄别任意组建的机构在整个周期运动中不满足装配条件的角度并记录,而展现给用户的则是机构在可行域内连续的运动情况,提高了程序的运行效率,并且使得程序的使用更加合理化和美观化。

关键词：平面连杆机构运动分析杆组 Visual Basic 动态模拟仿真

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一种新的描述和分析变胞机构的拓展全息矩阵

机械科学与技术 2017年第4期36卷 553-559页

作者：白平孙亮波梁刚武汉轻工大学机械工程学院武汉430023

论述了描述变胞机构构态变换的矩阵表达方法,提出一种能描述变胞机构构态所有结构信息的拓展全息矩阵。通过检索该矩阵,可获得机构中运动副数、构件数、多元构件、多元复绞、多元构件结构尺寸、构件间的连接关系等所有运动链结构信息,... 详细信息

论述了描述变胞机构构态变换的矩阵表达方法,提出一种能描述变胞机构构态所有结构信息的拓展全息矩阵。通过检索该矩阵,可获得机构中运动副数、构件数、多元构件、多元复绞、多元构件结构尺寸、构件间的连接关系等所有运动链结构信息,增加拓展列表达机构的原动件及机架等运动学参数。分析了3种典型构态变换公式(构件数目增加、减少及运动副类型改变),通过一个案例论证了该矩阵和构态变换公式的正确性。提出了一种新的表达机构所有结构和运动学信息的矩阵,基于此实现了变胞机构变胞和运动学分析的程序化设计。

关键词：变胞机构全息矩阵构态变换拓展矩阵运动学分析

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宏程序在椭圆分布孔数控加工编程中的应用

煤矿机械 2011年第12期32卷 141-143页

作者：桂慧孙亮波桂林电子科技大学广西桂林541004 桂林电子科技大学机电工程学院广西桂林541004

介绍了宏程序的相关概念和使用方法。以椭圆规律分布不等深孔加工编程为例,说明宏程序的使用对编程往往能起到化难为易、化繁为简的效果,使程序具有通用性、灵活性。恰当地使用宏变量,可用同一程序完成一个系列零件的加工,大大提高了编... 详细信息

介绍了宏程序的相关概念和使用方法。以椭圆规律分布不等深孔加工编程为例,说明宏程序的使用对编程往往能起到化难为易、化繁为简的效果,使程序具有通用性、灵活性。恰当地使用宏变量,可用同一程序完成一个系列零件的加工,大大提高了编程效率。

关键词：宏程序数控编程变量

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基于杆组特征值判别和创新机构的拓扑图方法

机械科学与技术 2012年第8期31卷 1270-1273页

作者：孙亮波孔建益廖汉元侯宇李佳武汉科技大学机械自动化学院武汉430081 桂林电子科技大学机电工程学院桂林541004

分析了机构型综合的方法,用数值计算方法推导出杆组中运动副数、多元连杆数、环路数、外运动副数之间的关系和计算公式,并分析列出了2,4,6,8构件杆组的特征值。基于杆组的特征值,提出了一种新的机构拓扑图绘制方法,应用该方法对机构进... 详细信息

分析了机构型综合的方法,用数值计算方法推导出杆组中运动副数、多元连杆数、环路数、外运动副数之间的关系和计算公式,并分析列出了2,4,6,8构件杆组的特征值。基于杆组的特征值,提出了一种新的机构拓扑图绘制方法,应用该方法对机构进行变换,可方便地获得大量具有相同特征值的杆组异构体,为基于杆组的平面机构型综合提供了一种新的方法。使用杆组特征值,可快速对机构进行识别和创新,通过一个实例验证该方法的有效性和正确性。

关键词：杆组型综合杆组特征值拓扑图级别判定

基于CCD的图像数据采集技术的物料计数系统研究

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光学技术 2007年第S1期33卷 52-53,55页

作者：陈岳林孙亮波桂林电子科技大学应用科技学院广西桂林541004

介绍了CCD的工作原理,设计了一种新型的基于CCD的数据采集技术的物料计数器。该计数器具有较高的测量精度,由CCD图像传感器、光学系统、微型计算机数据采集和处理系统等构成。提出了一种物料计数的新方法,采用面阵黑白CCD摄像头,对采集... 详细信息

介绍了CCD的工作原理,设计了一种新型的基于CCD的数据采集技术的物料计数器。该计数器具有较高的测量精度,由CCD图像传感器、光学系统、微型计算机数据采集和处理系统等构成。提出了一种物料计数的新方法,采用面阵黑白CCD摄像头,对采集的像素点进行灰度调整,通过区域取舍进行像素点分析计算,实现比较精确的计数。分析了影响计数器测量结果的主要因素。

关键词： CCD 数据采集灰度

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含复铰和环路的6杆Assur杆组型综合

机械科学与技术 2018年第3期37卷 380-385页

作者：肖曲孔建益孙亮波周豪武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室武汉430081 武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室武汉430081 武汉轻工大学机械工程学院武汉430038

为综合得到含复铰的6杆Assur杆组构型综合,提出了一种含复铰杆组特征值的构型方法。分析此杆组特征值,得到了杆组中构件数、复铰数、环路数以及外接运动副之间的关系,在上述分析基础上运用C语言编程得到含复铰6杆Assur组的数综合。进一... 详细信息

为综合得到含复铰的6杆Assur杆组构型综合,提出了一种含复铰杆组特征值的构型方法。分析此杆组特征值,得到了杆组中构件数、复铰数、环路数以及外接运动副之间的关系,在上述分析基础上运用C语言编程得到含复铰6杆Assur组的数综合。进一步的给出了含复铰杆组拓扑图的绘图原则和方法。结合含复铰杆组特征值和拓扑图绘制规则、方法,可快速、准确地进行含复铰6杆Assur杆组构型综合分析。列表给出了含复铰的6杆Assur杆组的型综合,丰富了含复铰杆组的构型综合。同时为实现计算机的自动绘制奠定了基础。

关键词：复合铰链杆组特征值拓扑图数综合型综合

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OpenGL技术在可视化设备管理中的应用

机械设计与制造 2007年第9期 183-185页

作者：桂慧范勤孙亮波桂林电子科技大学教学实践部桂林541004 武汉科技大学机械自动化学院武汉430081 桂林电子科技大学应用科技学院桂林541004

三维设备模型采用外部的数据文件3DS作为OpenGL的模型数据输入文件,通过OpenGL提供的绘图功能,将三维对象还原,利用OpenGL技术处理场景与用户的交互,并结合VisualC++对设备管理场景进行导航实现,在设备管理三维可视化的方向上进行了一... 详细信息

三维设备模型采用外部的数据文件3DS作为OpenGL的模型数据输入文件,通过OpenGL提供的绘图功能,将三维对象还原,利用OpenGL技术处理场景与用户的交互,并结合VisualC++对设备管理场景进行导航实现,在设备管理三维可视化的方向上进行了一定的探索。

关键词： OpenGL 3DS 可视化

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一款多功能伤病员输送装置的创新设计

机械设计与研究 2010年第5期26卷 105-108页

作者：孙亮波孔建益桂慧桂林电子科技大学应用科技学院桂林541004 武汉科技大学机械自动化学院武汉430081 桂林电子科技大学教学实践部桂林541004

创新设计了一款多功能病员输送装置,旨在危急情况下以最少人力、较轻便的结构,在多种路况下将伤者快速转移到安全区域。该装置主体由三块铝合金板块铰接,以直流电机为动力源,经蜗轮蜗杆减速器,带动两个机构实现从担架到推车再到轮椅的... 详细信息

创新设计了一款多功能病员输送装置,旨在危急情况下以最少人力、较轻便的结构,在多种路况下将伤者快速转移到安全区域。该装置主体由三块铝合金板块铰接,以直流电机为动力源,经蜗轮蜗杆减速器,带动两个机构实现从担架到推车再到轮椅的可逆机构变形,实现在不同路况下快速将伤者转移救援的目的。通过电机驱动六杆机构将担架变形为滚动推车;电机进一步使摆杆继续驱动横杠,带动十杆机构使前后两铝合金板块转动,从而变形为轮椅;辅加一四杆机构作为防护扶手。该装置设计巧妙,功能多样,轻便可靠,制作成本低廉,具有较好的市场推广和应用价值。

关键词：多功能轮椅创新设计机构变形

基于全息下三角矩阵变换对比的运动链同构判定新方法

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中国机械工程 2024年

作者：张广帅孙亮波刘小翠章德平周华西武汉轻工大学机械工程学院

同构判定是运动链（KC）型综合过程中一个不可或缺的步骤，众多机构学者提出了很多同构判定方法。判定原理简单易理解、判断结果无异议、程序设计和计算简单高效，是同构判定方法的评论准则。本文首先提出了一种新的描述运动链信息的全... 详细信息

同构判定是运动链（KC）型综合过程中一个不可或缺的步骤，众多机构学者提出了很多同构判定方法。判定原理简单易理解、判断结果无异议、程序设计和计算简单高效，是同构判定方法的评论准则。本文首先提出了一种新的描述运动链信息的全息矩阵（MWI），以及基于此的复铰、多元构件判定原理。在全息下三角矩阵可以确定运动链结构唯一性理论基础上，提出了下三角矩阵变换对比的同构判定新方法，该方法基于构件、关键点编号变换定律，将运动链用全息下三角矩阵表达，经过关键点信息分组排列和同组关键点非0元素前移，细分确定和待确定的关键点，在假定变换矩阵中所有关键点与基准矩阵(LTMWI)中所有关键点位置逐一对应的情况下，将有限个变换矩阵与基准矩阵进行对比。该方法具有原理易于理解、程序设计容易、判定过程只需检索对比等优点，可快速获得两个运动链的同构判定结果。对多个运动链的分析结果表明了该方法的上述特点。

关键词：同构判定全息矩阵基准矩阵多元复铰多元构件