【摘 要】
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针对空间机构系统关节力计算复杂,对3-UPS并联机构关节约束反力进行力学分析,在考虑拉格朗日乘子与空间机构约束反力关系的情况下,基于拉格朗日增广法计算了该空间并联机构的关节反力,同时用牛顿欧拉法对其计算结果进行验证,通过Adams软件与Matlab软件联合仿真,并将两种计算结果进行对比分析.结果表明,两种方法计算所得该空间机构关节约束反力的大小基本一致,误差在0.5％～1.2％之间,误差相对较小,验证了通过引入拉格朗日乘子,运用拉格朗日增广法计算空间机构关节约束反力方法的正确性,为空间机构力学分析提供了一
【机 构】
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针对空间机构系统关节力计算复杂,对3-UPS并联机构关节约束反力进行力学分析,在考虑拉格朗日乘子与空间机构约束反力关系的情况下,基于拉格朗日增广法计算了该空间并联机构的关节反力,同时用牛顿欧拉法对其计算结果进行验证,通过Adams软件与Matlab软件联合仿真,并将两种计算结果进行对比分析.结果表明,两种方法计算所得该空间机构关节约束反力的大小基本一致,误差在0.5％～1.2％之间,误差相对较小,验证了通过引入拉格朗日乘子,运用拉格朗日增广法计算空间机构关节约束反力方法的正确性,为空间机构力学分析提供了一定的参考依据.
其他文献
ANSI/AGMA 2003-B97是现行弧齿锥齿轮领域中应用广泛的一个弯曲应力校核标准.对其弯曲强度校核计算公式进行分析,对关键参数进行修正,以解决弯曲强度校核安全裕度不足的问题,并通过有限元接触分析对其进行验证.基于修正后的弯曲强度校核标准,开发出弧齿锥齿轮强度校核软件,同时给出齿面优化设计方案.提出的方法可提高目前齿面弯曲强度校核计算的精度和效率.
针对解算动力学方程时存在的约束违约问题,给出了一种将投影法与Udwadia-Kalaba方程相结合的方法.该方法将系统零阶、1阶广义变量的数值解向由约束方程定义的约束流形投影,进而获得数值解的偏移量,再将其转化为系统的约束力,并将其融入Udwadia-Kalaba方程,以达到抑制约束违约的目的.与仅考虑1阶约束方程的改进Udwadia-Kalaba方程相比,基于运动受限的工业机械臂的动力学模型仿真结果表明,该修正方法能有效提高系统广义变量及零阶、1阶约束误差的计算精度.
自然灾害或意外事故发生后,往往需要借助机器人来深入灾难现场探明情况或提供援助.通过参考已经成功应用的轮腿式行星探测机器人结构,针对灾后现场特殊非结构化地形,设计了一种5轮4摆臂结构的新型搜救机器人.通过对关键部件进行参数设计及静力学分析,验证了静态特征的合理性;对越障过程进行数学建模,得出了影响机器人越障高度的因素;对其进行虚拟样机仿真,验证了动态特征的合理性以及数学建模的正确性.最后,通过搭建实验平台,验证了所设计机器人的越障能力.为今后类似的轮式机器人设计提供了理论基础,具有一定参考意义.
为了改善弧齿锥齿轮啮合性能,提出了一种接触路径沿齿长方向的大重合度设计新方法.预置弧齿锥齿轮副的设计重合度和传动误差幅值及对称性,通过迭代优化局部综合参数,获得内对角和沿齿长的大重合度齿面印痕.借助齿面接触分析和轮齿承载接触分析,进行了两种大重合度设计在轮齿强度和承载传动误差上的比较.算例表明,接触路径沿齿长方向的大重合度设计在小轮、大轮弯曲强度和齿面接触强度上,分别提高了13.67％、10.05％和5.77％,承载传动误差幅值下降了31.32％,并且能够改善齿面印痕对安装误差的敏感性.
为提高某齿轮产品的综合动态啮合性能,提出了控制齿面拓扑修形多项式系数的设计方法.利用差齿面,通过承载接触分析及弹流润滑模型,计算了齿面传动误差和啮合功率损失.以承载传动误差幅值、啮合效率及波动量为目标,通过正交试验设计和多因素多水平仿真,获得了齿面最佳拓扑修形参数;分析了修形参数对啮合性能的影响规律.结果表明,齿廓与螺旋线修形密切相关,齿廓修形比例增加,接触路径倾角变大,载荷向齿面中部集中,齿面重合度、接触线差曲率变大,有利于减小齿面接触应力,缓解边缘接触,同时减低齿面摩擦损失.
针对现有的康复机器人在上肢重度偏瘫患者被动康复训练中存在的问题,提出了一种新型的7自由度上肢外骨骼机器人;设计了一种新型手部固定装置代替传统外骨骼的握把,可更好地实现重度偏瘫患者的腕部训练.根据外骨骼模型,使用Matlab建立了Denavit-Hartenberg(D-H)坐标系,对其工作空间进行仿真,验证了其工作空间满足设计要求,并使用Adams对外骨骼进行了动力学仿真.针对仿真中缺少患肢而导致仿真结果不符合实际的问题,采用了将患者大臂和前臂的质量添加到外骨骼大臂和前臂的质心处的新型设计方案,对该方案建
针对多机械臂协作系统模型的协作空间及奇异点问题,采用蒙特卡罗法和包络法进行分析.采用标准D-H参数法建立坐标系,在Matlab中建立机器人运动学模型,求出机器人的正运动学方程;采用蒙特卡罗法得到各机械臂的工作空间,采用包络法提取公共区域点,得到多机器人协作系统的协作空间及各个机械臂在协作空间内的关节角范围;提出了一种计算可操作度的算法,根据该算法计算分析了多机械臂在协作空间内的奇异点分布情况.采用Matlab/Robotics工具箱搭建仿真平台,并编写算法进行仿真分析,验证了多机器人协作系统运动学模型的正
以某公司的液压随动臂为研究对象,建立改进型D-H坐标系,通过运动学正解方程求解了液压随动臂末端执行器的三维工作空间.根据蒙特卡罗方法和极值理论求解压裂作业井口高度处的工作面,研究了在固定停车误差下,液压随动臂臂长对停车距离和工作宽度的影响规律.结果表明,在固定停车误差下,当前大臂长度大于等于后大臂长度时,随着液压随动臂前大臂的加长,停车距离等斜率增大,工作宽度基本不变;随着液压随动臂后大臂的加长,停车距离基本不变,工作宽度等斜率变宽.在此基础上,提出了通过设定合理接口高度,缓解两臂臂长差值较大的方法.研究
为明晰齿轮马达的困油特点及其对输出转矩、输出转速的影响,依序从马达齿轮副的啮合与困油过程、齿面的介质压力分布、困油压力求解模型等3个方面,建立输出转矩、输出转速与困油压力的耦合计算公式,并进行了实例运算与结果分析.结果表明,膨胀的困油与注入介质、压缩的困油与释放介质通过卸荷槽的接通特点,决定了齿轮马达的困油现象较齿轮泵要轻,常规对称的双矩形卸荷槽就能满足困油的卸荷要求;困油能有效抑制转矩脉动,卸荷面积越充分,透过卸荷槽的接通性越好,抑制效果越明显,而对转速脉动的抑制效果却不明显.研究成果为高质量齿轮马达的
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