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Bennett机构、包络六面体与J-单叶双曲面映射可视化研究

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机械传动 2021年第6期45卷 8-15,119页

作者：白乐乐杭鲁滨上海工程技术大学机械与汽车工程学院上海201620

基于Bennett机构构造的包络六面体,推导了机构构型与其运动副轴线对应的单叶双曲面之间瞬态相对位姿关系,可视化探究了Bennett机构、机构包络六面体与单叶双曲面之间动态位姿映射;分析了Bennett机构对角线相等时包络六面体构型的几何特... 详细信息

基于Bennett机构构造的包络六面体,推导了机构构型与其运动副轴线对应的单叶双曲面之间瞬态相对位姿关系,可视化探究了Bennett机构、机构包络六面体与单叶双曲面之间动态位姿映射;分析了Bennett机构对角线相等时包络六面体构型的几何特征。由特定结构参数Bennett机构对应单叶双曲面腰部空间形态及腰截面投影可视化研究发现,机构在特定构型包络六面体底面投影与单叶双曲面腰椭圆短轴重合,引发探究该构型机构压力角的启示。研究发现,当输入角等于nπ+π/2(n∈N),任一Bennett机构包络六面体底面投影线与腰椭圆短轴重合,机构出现最小压力角且最小压力角等于输出杆件运动副扭转角。从特定结构参数机构与其关联特征几何体、曲面、曲线间映射的可视化研究获得启示,可为进一步揭示运动学普遍规律提供研究思路。

关键词： Bennett机构运动学单叶双曲面瞬态映射压力角

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大型客机舱门的新型阵风锁机构

农业装备与车辆工程 2023年第7期61卷 46-50页

作者：彭继友杭鲁滨上海工程技术大学机械与汽车工程学院上海市201620 上海市大型构件智能制造机器人技术协同创新中心上海市201620

阵风锁装置可将飞机舱门开启保持在固定位置,防止因阵风或其他外力作用使飞机舱门晃动。面对客机舱门大型化的发展趋势,阵风锁承受极限风载荷极剧增加。针对现有阵风锁机构单个型面接触承载能力不足,提出二支撑型面承载增大接触面积以... 详细信息

阵风锁装置可将飞机舱门开启保持在固定位置,防止因阵风或其他外力作用使飞机舱门晃动。面对客机舱门大型化的发展趋势,阵风锁承受极限风载荷极剧增加。针对现有阵风锁机构单个型面接触承载能力不足,提出二支撑型面承载增大接触面积以减小应力的思路,构造由摆动凸轮、止动摆杆机构等组成的新型阵风锁机构。摆动凸轮与阵风锁支座滚轮接触后转动,联动止动摆杆控制锁柱锁止运动,锁扣配合锁柱锁止阵风锁机构,实现阵风锁利用锁扣配合导杆进行锁止和开启。采用ADAMS对新型机构锁止和开启过程进行仿真分析,验证了运动可行性;进行8级风载荷作用下的ANSYS受力仿真,分析了新型阵风锁的应力和应变情况,相比现有阵风锁,新型阵风锁结构更可靠。

关键词：阵风锁摆动凸轮止动摆杆风载荷仿真分析

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塑壳断路器操作机构第二奇异位形偏移特性

机械设计与研究 2022年第5期38卷 210-214页

作者：王君杭鲁滨沈铖玮张佳乐上海工程技术大学机械与汽车工程学院上海201620

塑壳断路器操作机构为含弹簧柔性杆的连杆机构,其运动学与动力学耦合特性导致机构设计极为困难。其合闸运动经历两次主弹簧与不同构件共线的特殊位置:第一奇异位形和第二奇异位形;以两个奇异位形为边界条件,研究操作机构的变拓扑结构、... 详细信息

塑壳断路器操作机构为含弹簧柔性杆的连杆机构,其运动学与动力学耦合特性导致机构设计极为困难。其合闸运动经历两次主弹簧与不同构件共线的特殊位置:第一奇异位形和第二奇异位形;以两个奇异位形为边界条件,研究操作机构的变拓扑结构、变运动状态特性。以第一奇异位形瞬态动力学分析得到通过第二奇异位形的必要条件:手动操作力对操作手柄的力矩大于第一奇异位形处弹簧力的力矩;经过动力学分析,操作机构第二奇异位形偏移特性与弹簧刚度、弹簧预紧力有关。通过ADAMS仿真,发现弹簧刚度、弹簧预紧力越大,操作手柄在机构第二奇异位形处的角位移越小,操作机构第二奇异位形位置将超前;实物样机合闸实验说明塑壳断路器操作机构达到了设计要求。第二奇异位形偏移现象及偏移特性的发现与揭示,为塑壳断路器操作机构设计及性能优化提供重要理论依据和实用价值。

关键词：操作机构第二奇异位形动力学模型偏移特性位置一致性

机构拓扑学理论的基本思想与数学方法——从方法论角度回顾几种原创性理论与方法

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机械工程学报 2020年第3期56卷 1-15页

作者：杨廷力沈惠平刘安心杭鲁滨常州大学现代机构学研究中心常州213164 南京航空航天大学金城学院南京211156 上海工程技术大学机械工程学院上海201620

机构拓扑学的核心内容包括:基于非逻辑思维提出的基本概念(拓扑结构、运动特征等),由基本概念导出的机构拓扑学基本公式,以及由逻辑推理提出的拓扑综合方法。基本概念及其数学表示,是引入/建立机构拓扑学可运算数学方法的依据(对螺旋理... 详细信息

机构拓扑学的核心内容包括:基于非逻辑思维提出的基本概念(拓扑结构、运动特征等),由基本概念导出的机构拓扑学基本公式,以及由逻辑推理提出的拓扑综合方法。基本概念及其数学表示,是引入/建立机构拓扑学可运算数学方法的依据(对螺旋理论与线性变换两种方法,是引入了线性运算方法;对位移子群方法,是建立了非线性符号运算方法;对方位特征集方法,是建立了线性符号运算方法);机构拓扑学的基本概念、基本公式和拓扑综合方法的主要特点具有对应性(由于螺旋理论与线性变换的线性运算与运动位置有关,又与定坐标系有关,结构综合得到瞬时机构,需进行非瞬时性判定;由于位移子群的非线性符号运算与运动位置无关,可得到非瞬时机构,但与定坐标系有关,且未能涵盖子流形机构;由于方位特征集的线性符号运算与运动位置无关,可得到非瞬时机构,又由于与定坐标系无关,得到机构存在的几何条件具有一般性)。总之,基于螺旋理论、线性变换与位移子群的三种方法都与定坐标系有关,属于代数学方法,而基于方位特征集的方法与定坐标系无关,属于内蕴几何学方法。因此,由非逻辑思维提出的基本概念及其数学表示是建立原创性机构拓扑学系统理论与方法的基石。

关键词：机构拓扑学拓扑结构运动特征基本方程拓扑综合机构组成原理

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基于粘性胶带的缠绕捆扎机构设计

包装工程 2013年第3期34卷 68-71,115页

作者：魏炳方杭鲁滨罗玉峰南昌大学南昌330031 上海工程技术大学上海201620

针对一种新型胶带捆扎机构,分析了其对柔性塑料袋的缠绕捆扎过程;引入断裂力学概念,基于断裂能量释放机理,建立了胶带剥离的力学模型;研究了胶带剥离速度与剥离力关系,得到了实现胶带缠绕捆扎所需的最小驱动力;最后,对弹簧支座位置进行... 详细信息

针对一种新型胶带捆扎机构,分析了其对柔性塑料袋的缠绕捆扎过程;引入断裂力学概念,基于断裂能量释放机理,建立了胶带剥离的力学模型;研究了胶带剥离速度与剥离力关系,得到了实现胶带缠绕捆扎所需的最小驱动力;最后,对弹簧支座位置进行了优化,使捆扎机构在最小驱动力条件下,能够实现对成束后塑料袋的捆扎。

关键词：粘性胶带弹簧支座最小驱动力剥离力优化

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精密硬车加工轴承套圈的表面完整性试验研究

中国机械工程 2016年第8期27卷 1066-1071页

作者：丁红汉杭鲁滨陈有光上海工程技术大学上海201620 上海市轴承技术研究所上海200031

针对磨削加工中套圈精密加工存在的不足,进行精密硬车削加工轴承套圈新工艺的开发,通过加工试验分析了精密硬车加工轴承套圈的表面完整性,探究了基准面平面度、刀具磨损量等工艺参数与加工精度的对应关系。基于精密硬车削套圈试样的表... 详细信息

针对磨削加工中套圈精密加工存在的不足,进行精密硬车削加工轴承套圈新工艺的开发,通过加工试验分析了精密硬车加工轴承套圈的表面完整性,探究了基准面平面度、刀具磨损量等工艺参数与加工精度的对应关系。基于精密硬车削套圈试样的表面粗糙度、沟道圆度、显微硬度、热损伤、金相组织、残余应力分布、加工效率等方面的研究,得出了精密硬车削可达到磨削加工精度的结论,且金相组织稳定,不易存在热损伤,具有可控的残余应力分布和较高的加工效率,有利于产业化生产高精密轴承。利用磁性卡盘装夹套圈,分析试样基准面平面度对精密硬车削套圈沟道圆度的影响,发现提高基准面平面度可以有效提高加工套圈的沟道圆度;分析了刀具磨损对硬车削套圈加工精度的影响,得出在精密加工阶段刀具磨损量是控制套圈圆度的重要监控工艺参数的结论。

关键词：滚动轴承精密硬车削磨削表面完整性

基于方位特征方程的3T-1R并联机构的拓扑结构综合

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机械工程学报 2017年第21期53卷 54-64页

作者：杨廷力刘安心沈惠平杭鲁滨常州大学现代机构学研究中心常州213016 解放军理工大学野战工程学院南京210007 上海工程技术大学机械工程学院上海201620

以SCARA并联机器人的发展为背景,用提出的基于方位特征(POC)方程的并联机构结构综合方法,详述可实现三维平动和一维转动(3T-1R)的并联机构拓扑结构综合的完整过程,给出了13种拓扑结构类型(包括现有的3种SCARA并联机器人构型)及其分类,... 详细信息

以SCARA并联机器人的发展为背景,用提出的基于方位特征(POC)方程的并联机构结构综合方法,详述可实现三维平动和一维转动(3T-1R)的并联机构拓扑结构综合的完整过程,给出了13种拓扑结构类型(包括现有的3种SCARA并联机器人构型)及其分类,从中还可进一步衍生出具有实用价值的新机型。基于POC方程的并联机构结构综合方法,每一步都有确定的公式或准则,思路清晰、操作方便。

关键词：并联机构三平移一转动输出结构综合方位特征单开链自由度

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汽车门锁障碍物被夹检测及防夹运动控制系统

机电一体化 2023年第1期29卷 18-25页

作者：曲志洋杭鲁滨黄晓波钟传磊上海工程技术大学上海201620 上海市大型构件智能制造机器人技术协同创新中心上海201620

针对电动吸合过程中障碍物阻碍车门关闭,汽车门锁难以实现半锁到全锁吸合运动,提出汽车门锁障碍物被夹检测及防夹控制策略,以电流纹波技术对吸合电机电流波形变化情况分析是否存在障碍物;基于Simulink软件建立直流电机仿真控制模型,得... 详细信息

针对电动吸合过程中障碍物阻碍车门关闭,汽车门锁难以实现半锁到全锁吸合运动,提出汽车门锁障碍物被夹检测及防夹控制策略,以电流纹波技术对吸合电机电流波形变化情况分析是否存在障碍物;基于Simulink软件建立直流电机仿真控制模型,得出正常吸合与有障碍物阻碍吸合的电流纹波频率及幅值具有显著差异,验证纹波判断障碍物被夹的可实施性。进一步,采用STM32系列单片机作为主控单元,设计并研制电流采集电路及纹波转方波电路的实验平台,实时对电流进行采集和处理,通过有无外部阻碍物被夹对比实验,得到含电流纹波的吸合电机电流频率及幅值有显著变化,验证了障碍物被夹检测及防夹控制系统的可应用性。

关键词：电动吸合障碍物被夹检测防夹控制电流纹波

维普期刊数据库评论

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一种POC集构造的AGV并联机构卸运装置

机械设计与制造 2022年第11期 58-61,66页

作者：韦梁杭鲁滨黄晓波郭为忠上海工程技术大学上海201600 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

以用于城市停车场的车辆抬升装置为研究对象,提出将车轮与托举机构末端间接触姿态、相对运动抽象为支链末端运动副;将搬运车体、搬运车体操作机构、被搬运车整体分别映射为并联机构的动静平台;将车辆托举机构、车轮夹持、车长自适应、... 详细信息

以用于城市停车场的车辆抬升装置为研究对象,提出将车轮与托举机构末端间接触姿态、相对运动抽象为支链末端运动副;将搬运车体、搬运车体操作机构、被搬运车整体分别映射为并联机构的动静平台;将车辆托举机构、车轮夹持、车长自适应、车宽调整过程中的车辆运载姿态维持特性视作多任务、多工作状态的设计需求及任务目标并抽象为并联机构结构综合问题;根据其任务空间、工作状态所需实现最大方位特征集,进行机构的结构综合,推导出托举装置的基本结构;构造了保证被卸运车辆姿态的2T2R机构。这里将并联机构综合理念引入到托举系统设计,完成了可适应被搬运车辆的宽度和轴距的结构设计,为AGV搬运卸运车辆研制提供了新的思路。

关键词：并联机构方位特征集 2T2R机构抬车模型抽象拓扑结构设计