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两层两环空间耦合链机构自由度分析原理

机械工程学报 2016年第17期52卷 116-126页

作者：曹文熬丁华锋陈子明黄真中国地质大学机械与电子信息学院武汉430074 燕山大学河北省并联机器人与机电系统实验室秦皇岛066004

自由度分析是机构构型综合、运动学和动力学研究的基础。过去的几十年,国内外学者主要对空间并联机构自由度分析开展了研究。研究比空间并联机构更加复杂的两层两环空间耦合链机构的自由度分析原理。通过推导两层两环空间耦合链机构的... 详细信息

自由度分析是机构构型综合、运动学和动力学研究的基础。过去的几十年,国内外学者主要对空间并联机构自由度分析开展了研究。研究比空间并联机构更加复杂的两层两环空间耦合链机构的自由度分析原理。通过推导两层两环空间耦合链机构的运动螺旋方程,建立耦合链带来的耦合关系的数学模型。基于运动螺旋方程,建立空间耦合机构中刚性子结构的判别方法和自由度分析原理。利用两层两环空间耦合链机构的等效子并联机构的分支运动螺旋系线性组合的特点可以实现自由度性质分析。两个典型的例子被用来说明提出方法的有效性。

关键词：耦合链空间机构自由度分析螺旋理论

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

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

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参数化机构自由度分析及软件设计

参数化机构自由度分析及软件设计

作者：赵韵秋华北科技学院

学位级别：硕士

近年来,我国安全生产事故频发,其中农业机械行业事故死亡人数虽然在2012年反弹后逐年下降,但每年的死亡人数依旧不容小觑。因此,不仅要在生产中进行严格的安全管理,还要从源头上设计出拥有本质安全的机构,最大化地减少因机械设备设计缺... 详细信息

近年来,我国安全生产事故频发,其中农业机械行业事故死亡人数虽然在2012年反弹后逐年下降,但每年的死亡人数依旧不容小觑。因此,不仅要在生产中进行严格的安全管理,还要从源头上设计出拥有本质安全的机构,最大化地减少因机械设备设计缺陷而导致的安全事故。而面对越来越智能的人类社会,人们的需求不断升高,为了对日新月异的机构进行更深入的研究,首先要分析它的自由度,从而掌握它的数目和性质。当今的机构越来越复杂,传统的自由度计算公式已经不能完全满足对复杂机构自由度的分析。因此,在安全人机工程学的基础上,本文基于主-副运动理论,对机构的自由度计算方法进行了探索和分析,为使用者建立了一套可更便捷、普适的自由度计算方法。根据机构输入运动元素和机构输出运动元素的物理数学表象特点,将机构自由度的区分定义了输入自由度和输出自由度等概念。基于主-副运动理论,分析了机构的主运动和伴随运动,给出了串联机构的输入运动元素与输出运动元素之间的转换公式。基于机构关节运动域的特点,分析了关节运动域的“六元素”特征描述,给出了关节运动能力特性计算公式。引入输入运动元素和输出运动元素转换公式,借助关节运动域解析图,分析了并联机构的支链运动能力特性,绘制出机构平面六维拓扑图,从而得到机构的自由度数目。基于主-副运动理论得到的新自由度计算方法,对RPPR串联机构和4-RPPRR并联机构的自由度进行了分析,并用传统的自由度计算公式进行了计算,验证了该方法的正确性。基于主-副运动理论,利用编程软件VB对机构自由度计算分析过程进行了软件设计,构建了参数化的人机交互界面。建立了机构输入、输出运动元素转换公式的体系,实现VB界面下输入机构参数,快速得到支链的运动能力特性分析,借助计算机辅助图形软件AutoCAD得到机构结构简图。通过软件的嵌入式开发和应用,实现了软件间的数据共享和传输,得到了机构的自由度数目,进一步验证了系统软件的有效性和实用性。

关键词：机构主-副运动自由度分析参数化软件设计

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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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

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基于螺旋理论的机构自由度自动分析

集美大学学报（自然科学版） 2021年第4期26卷 333-341页

作者：王成志集美大学海洋装备与机械工程学院福建厦门361021

为了实现机构自由度快速自动分析,将字符、符号等自动转变为字符变量的方法和便于局部自由度分析的参数输入原则,并由此分析自动构建运动螺旋集及相应约束螺旋集的算法;然后提出局部自由度、公共约束、冗余约束及整个机构自由度的自动... 详细信息

为了实现机构自由度快速自动分析,将字符、符号等自动转变为字符变量的方法和便于局部自由度分析的参数输入原则,并由此分析自动构建运动螺旋集及相应约束螺旋集的算法;然后提出局部自由度、公共约束、冗余约束及整个机构自由度的自动分析算法;最后得出机构中存在局部自由度的充要条件。用该程序自动分析了61个各类机构的自由度,计算结果完全正确,且计算效率高,可输入含任意字母与数字组合的字符变量、简单运算符和三角函数的表达式,可用于自动分析计算平面、空间、单环及多环机构的自由度。

关键词：螺旋理论机构自由度自由度分析局部自由度字符变量

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组合定位各元件限定自由度分析

机械设计与制造 2014年第5期 31-32,35页

作者：韩霞李卓衣淑娟陶桂香黑龙江八一农垦大学工程学院黑龙江大庆163319 东北农业大学工程学院黑龙江哈尔滨150030

组合定位方案是机床夹具设计中普遍采用的一种定位形式。为保证夹具设计的可靠性,组合定位方案中各组成元件的自由度分析是组合定位时夹具设计必不可少的重要环节,同时也是组合定位方案分析的难点所在。针对组合定位方案分析的难点—确... 详细信息

组合定位方案是机床夹具设计中普遍采用的一种定位形式。为保证夹具设计的可靠性,组合定位方案中各组成元件的自由度分析是组合定位时夹具设计必不可少的重要环节,同时也是组合定位方案分析的难点所在。针对组合定位方案分析的难点—确定组合定位中各定位元件实际限定自由度,从定位的概念和六点定位的基本原理出发,结合相关文献和授课经验,给出组合定位中各定位元件限制自由度的分析准则,并通过典型实例地分析加以说明。该准则能够准确、高效的解决组合定位中各定位元件限制自由度的分析问题,有助于提高夹具设计效率。

关键词：夹具设计组合定位定位元件自由度分析

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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某型步履式挖掘机步行式底盘自由度分析

工程机械 2015年第4期46卷 39-45+6页

作者：邬俊奇张云施晓明于世成徐工集团工程机械股份有限公司道路分公司

以某型步履式挖掘机步行式底盘为对象,阐述如何应用简单而实用的公式来计算其自由度。构建步行式底盘各机构简图,对各运动副关系链进行综合得出相关参数,并计算得出前、后腿机构及底盘在各典型状态下的自由度数目。所采用的分析方法能... 详细信息

以某型步履式挖掘机步行式底盘为对象,阐述如何应用简单而实用的公式来计算其自由度。构建步行式底盘各机构简图,对各运动副关系链进行综合得出相关参数,并计算得出前、后腿机构及底盘在各典型状态下的自由度数目。所采用的分析方法能够体现该步履式挖掘机步行式底盘在典型运动状态下的机构运动特点,可为今后步行式底盘分析提供新的思路,同时可对步行式腿类机器人自由度计算提供有益参考。

关键词：步履式挖掘机步行式底盘自由度分析