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基于定位法线的工件自由度分析几何定理及应用

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机械工程学报 2017年第9期53卷 157-163页

作者：王晓慧吴冬祖兰国生王友利太原科技大学教育部重型机械工程研究中心太原030024

工件在异面组合定位时,各定位点常分布在非正交的异面上,用传统的定位原理时常会误判工件在夹具中的自由度而导致夹具设计失败。针对这一问题,将工件在夹具定位点处的法线命名为定位法线,根据定位法线的数量及其几何关系推导出一组判断... 详细信息

工件在异面组合定位时,各定位点常分布在非正交的异面上,用传统的定位原理时常会误判工件在夹具中的自由度而导致夹具设计失败。针对这一问题,将工件在夹具定位点处的法线命名为定位法线,根据定位法线的数量及其几何关系推导出一组判断工件自由度的几何定理,并对工件过定位时所对应的法线分布情况给出判断准则,使工件自由度的判断方法更加严谨、简单、直观,同时可有效避免工件产生过定位。例举几个疑难实例,用几何定理判断工件的自由度,并对不合理的定位给出解决方案,证明了几何定理可以快捷准确地判断工件在复杂定位状态的自由度。工件定位的几何定理发展与完善了工件的定位理论,有利于计算机辅助夹具设计中对工件自由度的正确判断。

关键词：机床夹具设计异面组合定位自由度分析定位法线几何定理

基于独立运动分流标记法的多环耦合机构自由度分析方法

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北京工业大学学报 2015年第11期41卷 1658-1664页

作者：高慧芳刘婧芳黄晓欧北京工业大学机械工程与应用电子技术学院北京100124 国网北京市电力公司电力科学研究院北京100075

基于运动分流法,提出一种改进的多环耦合机构的自由度分析方法,可将复杂的多环耦合机构拆分成多个运动独立的链.应用螺旋理论分析独立运动链所含耦合节点相对于机架的独立运动,并用广义运动副等效代替,整个机构就可以等效为一个并联机构... 详细信息

基于运动分流法,提出一种改进的多环耦合机构的自由度分析方法,可将复杂的多环耦合机构拆分成多个运动独立的链.应用螺旋理论分析独立运动链所含耦合节点相对于机架的独立运动,并用广义运动副等效代替,整个机构就可以等效为一个并联机构.通过分析等效并联机构的运动和约束螺旋系,即可确定多环耦合机构动平台的自由度数目和性质.将提出的方法应用于一种Hoberman Switch-Pitch魔球机构的自由度分析,验证了该方法的有效性及简单性.

关键词：多环耦合机构运动分流法自由度分析螺旋理论

并联机构的等价关系和偏序关系在机构综合与自由度分析中的应用

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科学通报 2009年第23期54卷 3682-3691页

作者：吴元庆丁汉上海交通大学机械工程与动力学院上海200240

并联机构的运动类型(或运动模式)指的是机构末端执行器可实现的刚体运动的集合,它是所有支链运动类型的交集.作为非瞬时自由度并联机构一个主要运动学特性,运动类型在局部具有刚体变换群(或特殊欧氏群)的子流形(或特别地具有Lie子群)结... 详细信息

并联机构的运动类型(或运动模式)指的是机构末端执行器可实现的刚体运动的集合,它是所有支链运动类型的交集.作为非瞬时自由度并联机构一个主要运动学特性,运动类型在局部具有刚体变换群(或特殊欧氏群)的子流形(或特别地具有Lie子群)结构.基于这个子流形性质和子流形簇的概念,我们定义了运动类型以及并联机构的等价关系和偏序关系:如果两个运动类型在SE(3)单位元的某一开邻域内一致,那么我们称这两个运动类型等价;如果其中一个运动类型在SE(3)单位元的某一开邻域内为另外一个的子流形,那么我们称这两个运动类型之间具有序关系,并由此定义了并联机构的一种偏序关系,研究了运动类型和并联机构的等价与偏序关系,并给出了其在并联机构综合、自由度分析和非过约束构型等方面的应用.

关键词：并联机构运动类型等价关系偏序关系机构综合自由度分析

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基于自由度分析的三维模型几何约束求解

工程图学学报 2007年第3期28卷 108-112页

作者：王远志孙立镌安庆师范学院计算机系安徽安庆246011 哈尔滨理工大学计算机学院黑龙江哈尔滨150080

针对三维几何约束模型的求解问题,在充分研究了二维几何约束模型自由度分析技术的基础上,采用几何推理的方法,给出了一种三维模型几何约束求解的自由度分析算法,该算法可归纳为活动分析和场所分析两个过程。算法为三维几何约束模型提供... 详细信息

针对三维几何约束模型的求解问题,在充分研究了二维几何约束模型自由度分析技术的基础上,采用几何推理的方法,给出了一种三维模型几何约束求解的自由度分析算法,该算法可归纳为活动分析和场所分析两个过程。算法为三维几何约束模型提供了一种求解方案,解决了过约束和欠约束状态时的约束求解问题,并展示了一个实例。

关键词：计算机应用约束求解自由度分析过约束模型欠约束模型

基于多自由度分析的负重型下肢外骨骼机构优化

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机械传动 2016年第7期40卷 38-41页

作者：陈志青曹恒朱钧吕荣安华东理工大学机械与动力工程学院上海200237

为抵消负载重力力矩,许多负重型外骨骼机器人在髋部设置了气弹簧,但这导致了人体在单腿支撑相后摆过程中由于转动副的消失而不能正常行走。为解决这一问题,针对华东理工大学设计的外骨骼机器人"ELEbot",采用了螺旋理论计算确定"ELEbot"... 详细信息

为抵消负载重力力矩,许多负重型外骨骼机器人在髋部设置了气弹簧,但这导致了人体在单腿支撑相后摆过程中由于转动副的消失而不能正常行走。为解决这一问题,针对华东理工大学设计的外骨骼机器人"ELEbot",采用了螺旋理论计算确定"ELEbot"在单腿支撑相的自由度和约束,提出了一种改进的机构以满足此位姿下正常行走对自由度的要求,并验证了驱动配置的合理性。通过ADAMS软件对建立的模型进行仿真分析,得出与理论计算结果一致的结论,证明了优化机构的可行性。

关键词：负重型外骨骼螺旋理论自由度分析 ADAMS

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基于自由度分析的三维几何约束推理求解

计算机辅助设计与图形学学报 2002年第6期14卷 557-561页

作者：乔雨王波兴向文华中科技大学国家CAD支撑软件工程技术研究中心武汉430074

三维几何约束求解对于装配设计、装配工艺规划和并行工程等多个领域的研究具有重要意义 .以自由度分析为基础 ,对冗余约束和约束冲突的情况进行判断 .采用几何推理的方法 ,直接从零件上的点、线、面、圆柱面、球面等基本几何元素出发 ,... 详细信息

三维几何约束求解对于装配设计、装配工艺规划和并行工程等多个领域的研究具有重要意义 .以自由度分析为基础 ,对冗余约束和约束冲突的情况进行判断 .采用几何推理的方法 ,直接从零件上的点、线、面、圆柱面、球面等基本几何元素出发 ,对这些基本几何元素之间的位置关系进行分析 ,求解三维几何约束 .避免了数值解法中对初始值的依赖和迭代过程的不稳定。

关键词：自由度分析三维几何约束装配设计几何推理 CAD

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基于装配自由度分析解决欠约束问题

图学学报 2014年第2期35卷 226-229页

作者：王浪张京英杨薇樊琼北京理工大学机械与车辆学院北京100081

装配是机械制造过程中的一个重要环节,在装配过程中,经常会遇到欠约束问题。在复杂装配环境下,某个装配零件的欠约束会对其他零件的装配产生意想不到的结果。装配时,约束条件和零件自由度之间存在一种内在联系,通过建立基体和目标零件... 详细信息

装配是机械制造过程中的一个重要环节,在装配过程中,经常会遇到欠约束问题。在复杂装配环境下,某个装配零件的欠约束会对其他零件的装配产生意想不到的结果。装配时,约束条件和零件自由度之间存在一种内在联系,通过建立基体和目标零件的自由度空间坐标系,对约束条件和自由度关系分析,得到约束条件和自由度关系的逻辑值,通过逻辑值判断剩余自由度的个数和类型,从而为快速解决欠约束问题提供了一种途径。

关键词：欠约束自由度分析逻辑值装配空间坐标系

2-PrRS-PR(P)S并联变胞机构自由度分析与仿真

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西安科技大学学报 2019年第1期39卷 168-174页

作者：马琨马宏伟田海波西安科技大学机械工程学院陕西西安710054

针对并联机构输出自由度固定,难以适应变化的环境和工况的问题。根据变胞理论中改变运动副方位特征实现构态变换的原理,设计一种新型可变转动副轴线的2-PrRS-PR(P) S并联变胞机构,通过机构的变胞实现机构在不同构态下输出自由度和工作... 详细信息

针对并联机构输出自由度固定,难以适应变化的环境和工况的问题。根据变胞理论中改变运动副方位特征实现构态变换的原理,设计一种新型可变转动副轴线的2-PrRS-PR(P) S并联变胞机构,通过机构的变胞实现机构在不同构态下输出自由度和工作空间的变化。2-PrRS-PR(P) S机构包含3个分支、动平台和静平台,利用移动副作为驱动副,其中分支2和分支3能够通过改变移动副的位移来改变的可转轴线转动副在滑槽中的位置,进而改变其转动轴线的方向,且分支1上连杆的移动副在轴线变化时被动作用,实现机构不同构态的变化。根据机构特点,利用螺旋理论对2-PrRS-PR(P) S机构2个工作构态进行自由度分析和计算,应用多自由度并联机构输入选取理论确定主动输入副。利用SolidWorks软件建立三维实体模型,并将2种工作构态模型分别导入到ADAMS软件,对其进行自由度的分析和验证。计算和仿真结果表明机构工作构态1具有x轴和y轴方向转动自由度、z轴方向移动自由度;机构在构态3具有x轴和z轴方向转动自由度、y轴方向移动自由度。机构能够根据需求改变工作构态实现输出变化。

关键词：并联机构变胞机构自由度分析螺旋理论

基于约束螺旋理论的机构自由度分析的普遍方法

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中国科学（E辑） 2009年第1期39卷 84-93页

作者：黄真刘婧芳曾达幸燕山大学机器人研究中心秦皇岛066004

系统总结和陈述了基于约束螺旋理论的机构自由度分析的原理和方法,并进一步用典型的6个疑难机构的自由度为例介绍这一方法的应用.从这些例子可以看出,这个方法简单有效,相对别的方法更具有一般性.此外,这个方法对自由度瞬时性和连续性... 详细信息

系统总结和陈述了基于约束螺旋理论的机构自由度分析的原理和方法,并进一步用典型的6个疑难机构的自由度为例介绍这一方法的应用.从这些例子可以看出,这个方法简单有效,相对别的方法更具有一般性.此外,这个方法对自由度瞬时性和连续性的判定也非常方便.相对而言,它成为当今有效分析自由度的一般方法,具有重要的科学价值和实用意义.

关键词：自由度分析冗余约束并联机构