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关键词： 六自由度机械臂   动力学模型   轨迹规划   避障  

摘要： 六自由度机械臂作为一种重要的工业自动化设备,其应用越来越广泛,基于此,分析了近几年我国六自由度机械臂的研究文献,探讨了当下该领域研究的主流方向和相应的研究方法,总结了部分研究的创新之处.通过分析研究方法中的异同,结合市场调研结果指出了当下六自由度机械臂研究中存在的一些问题,总结为动力学问题、控制问题、感知问题、精度问题及软硬件集成问题,并根据当下研究成果针对每个问题提出了改进措施,最后对未来六自由度机械臂发展方进行了展望.

关键词： 刮青   自动化   单片机   传感器   竹编  

摘要： 传统的竹编刮青步骤存在着人力消耗大、时间成本高的问题,为此,设计了一种基于单片机的竹子自动刮青装置,实现解放人力进行全自动刮青,大幅度提高效率。本文较为详细地描述了竹编刮青技术的原理、结构设计与系统设计的过程。自动刮青装置采用超声波传感器确定刮青厚度,以前后两个颜色传感器作为对比量进行正负反馈,实现刮青过程的全自动处理。目前,该装置具有自动化程度高、控制精准等优点,但是还存在成本较高的问题。装置适用于非遗手工艺者进行刮青作业。

关键词： C/C复合材料   坯体   编织   异形针刺头装置  

摘要： C/C复合材料相比传统石墨材料具有更优异的保温性能、更高的强度、更好的韧性,且不易破碎,可有效降低生产能耗、提升设备使用寿命,从而降低整个生产的成本。在编织C/C复合材料坯体时,因坯体形状、尺寸不同,现有针刺设备满足不了生产需求,为满足C/C复合材料坯体生产要求,提出了一种多自由度异形针刺头装置,该装置和现有设备同时使用,可满足不同形状、不同尺寸的编织要求,操作简单方便。

关键词： 微型扑翼飞行器   多自由度驱动机构   刚柔耦合   正交试验   动力学性能因子  

摘要： 为实现微型扑翼飞行器的扑动翼沿复杂轨迹运动,设计了一种扑动—扫掠多自由度扑翼驱动机构。针对该机构在高频运动过程中各传动构件的惯性力与弹性变形对原动机驱动力造成影响的问题,建立了该机构的刚柔耦合动力学模型,同时提出可对原动机实际所需驱动力与其理想值之间差异进行量化处理的动力学性能因子,结合正交试验研究了机构中各薄板构件的厚度对机构动力学性能的影响规律。结果表明:受面外载荷的薄板构件对驱动机构动力学性能的影响较大,且所在传动链的传力路径越长、位置越靠近原动机,其影响越显著;驱动机构的扑动运动性能强于扫掠运动性能;此外驱动机构的动力学性能并非与薄板构件厚度呈正相关的关系。

关键词： 频率响应   惯量估计   异步电机   启发式算法  

摘要： 随着越来越多的可再生能源通过电力电子设备接入电网,电力系统的惯量不断下降,频率波动更加剧烈,同时,在负荷侧存在大量直接并网的异步电机可以提供频率支撑,改善频率响应动态。然而,准确建模如此规模的异步电机需要其详尽参数,并伴随着极高的计算代价。为此,本文提出了一种数据驱动的电力系统频率响应建模方法。该方法首先收集频率响应的历史数据,接下来,将等效惯量和等效阻尼的辨识问题描述为优化问题,优化目标为减少模型与历史数据之间的频率差异,并通过启发式算法高效求解。相较于异步电机的机理模型,所提出的动态等效模型具有不需要异步电机的详尽参数、计算负担小的优点。在修改的IEEE 9节点系统上的仿真验证了所提出方法的有效性,并表明:自身惯量为1.5 s,占负荷侧22%的异步电机负荷为系统提供了9%的等效惯量。

关键词： 六自由度支撑系统   Hexaglide并联机构   遗传算法   SolidWorks仿真平台  

摘要： 风洞实验室内部六自由度支撑系统作为其整体试验机构的关键部分,可实现支撑模型在流场空间中进行位置和姿态的连续变化运动。文中以一种基于Hexaglide并联机构的六自由度支撑系统为研究对象,根据风洞试验中的运动特点与技术指标对支撑系统的构型进行设计,并运用遗传算法(帕累托最优解)对机构的运动算法进行多目标的运动学迭代优化,结果显示其滑块所需的最大驱动速度降低了近23%。同时运用SolidWorks仿真平台对系统进行运动学仿真,仿真结果验证了其算法的有效性,该六自由度支撑系统的设计和优化提供了理论支撑。

关键词： 并联机器人   多自由度   3D打印   结构设计   仿真分析  

摘要： 近年来,机器人学的发展打破了传统3D打印机打印位置的局限。多自由度的运动模式有更灵活的打印轨迹和更丰富的机构设计。本研究以基于Stewart并联机构的3D打印机械结构为研究对象,确定了并联机构的具体尺寸,对3D打印机主体框架进行结构设计,利用Solidworks建立机构平台的三维模型,并分析其运动轨迹,将模型导入Matlab软件进行运动学仿真分析,运用Ansys进行静力学分析。本研究可以在材料承载端提供六自由度的运动,为后续开发多自由度的打印机提供参考。

关键词： 农业   采摘机   多自由度   机械臂   设计  

摘要： 【目的】保证农业采摘设备能够稳固地抓取不规则农作物,提高农业机械化收获效率和质量,促使农业生产向信息化、智能化、高效化的方向不断发展。【方法】设计了一种先进、新型的农业采摘机多自由度机械臂。从机械臂的运行原理入手,分别设计了加固板、加强板、限位板、滑动装置、稳定槽、挡板等组成部分,完成了对机械臂结构的科学化设计,最后仿真验证了机械臂的抓取精度。【结果】该机械臂与移动平台所对应的抓取误差被控制在0.01 mm以下,该机械臂可以实现对目标物体的精确采摘。【结论】该机械臂具有定位精确度高、抓取自由灵活等特点,能够满足农业采摘机对水果、蔬菜等农作物的抓取需求,应用前景广阔。希望本研究能为农业生产人员和农机科研人员提供有益的借鉴和参考。

关键词： 并联机构   螺旋理论   运动学模型  

摘要： 【目的】满足汽车表面加工与车漆喷涂的任务需求,利用机器人进行协同甚至自主完成加工、美化工作,提高工作效率。【方法】设计了一款具备多自由度的汽车车身制造与喷漆机器人,采用3-RPS并联机构作为执行部件支撑件,针对机器人的结构设计特点,主要对机器人末端3-RPS并联机构支撑部分的机构构型和整体运动采用螺旋理论进行分析,利用闭环支链建立机构运动学模型。【结果】利用MATLAB和Admas View软件分别完成了运动学方程求解和运动学仿真,两者结果误差在3%以内。【结论】仿真值与分析值的误差较小,在可忽略范围内,所建立的设计机构运动学方程有效可行,可以利用此结果进行进一步的机器人运动控制设计与相关研究。

关键词： 理论力学   刚体定轴转动   质点直线运动  

摘要： 基于刚体定轴转动和质点直线运动具有较为类似的特点,文章主要研究类比法在刚体定轴转动理论教学过程的应用。对于经典运动的两大领域——运动学和动力学,在教学实施的过程中,利用二运动数学形式上的相似性和物理量之间内在的联系,将较为难懂的转动理论中的角量与学生所熟悉的质点直线运动中的线量进行类比,借助理解质点直线运动的思维模式,深入理解刚体定轴转动的各物理量以及相应的物理规律,从而为此部分内容的教学提供一套较为可行的简易化范式。