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关键词： 达朗贝尔原理   过约束   空间   RCCR机构   动约束力  

摘要： 过约束机构运动副约束力存在求解困难的问题,尝试将达朗贝尔原理中的约束力项分解为静态约束力和动态约束力两部分,分别求取过约束条件下的静态约束力和平衡惯性力的动态约束力,通过二者叠加的方法求解示力副总约束力。以均布三对传力杆空间RCCR机构为研究对象,通过上述方法求解约束力,并将求解结果与动力学仿真运算结果对比,结果具有良好的一致性。

关键词： 三自由度关节   水压人工肌肉   水液压技术   AMESim仿真  

摘要： 为满足当前水下作业任务的需求,促进水下作业技术装备的发展,基于水压人工肌肉的拮抗驱动原理,通过对模块化人工肌肉关节的结构优化设计和组合,模仿肩肱关节搭建了一种串联式三自由度机械关节系统。首先介绍了该系统的整体设计及工作原理;其次分析了模块化人工肌肉关节驱动特性并建立了模块化人工肌肉关节的AMESim仿真模型;最后搭建了系统试验平台,并基于LabVIEW测控平台,采集了关节各自由度在人工肌肉±2 MPa的充水压差下对应的转角范围。

关键词： 波浪补偿   船用起重机   绳驱动   动力学分析   振动特性  

摘要： 受波浪运动的影响,在使用起重机进行海上补给作业的过程中,吊具容易产生不良运动,严重影响了补给作业的效率和安全性。为实现船用起重机在横摇、纵摇和升沉方向上的波浪补偿功能,提出了一种三自由度绳驱动波浪补偿装置;首先,考虑到不均匀装载工况,基于Newton-Euler法建立了补偿装置的动力学模型,并通过Adams虚拟样机仿真验证了数学模型的正确性;其次,对不均匀装载工况下的绳索张力分布情况进行分析,得到了吊具重心位置的危险分布区域;再次,采用特征值法求解补偿装置的一阶固有频率,得到了载荷质量、绳索刚度以及吊具位姿对补偿装置一阶固有频率的影响规律;最后,在理论分析的基础上,通过试验验证了补偿方案的可行性,并证明了数学模型的正确性。

关键词： 多自由度   果蔬采摘手   PID   模糊自适应   电气控制  

摘要： 以多自由度果蔬采摘手为研究对象,对采摘手进行了正向、逆向运动学分析,并基于PID设计了模糊自适应控制系统,实现了一套多自由度果蔬采摘手电气控制系统。试验结果表明:多自由度果蔬采摘手可以达到目标位置进行无损采摘,且正确采摘率在90.0%以上,能够满足果蔬的无损采摘需求。

关键词： 六自由度机械臂   蝴蝶算法   樽海鞘群算法   Cubic映射   柯西变异   路径规划  

摘要： 针对目前机械臂路径规划的主流算法,如RRT算法、蝴蝶算法和人工势场法等在全局搜索时易遇到寻优精度低、收敛速度慢,在局部搜索时易陷入局部最优解等问题,提出一种改进蝴蝶搜索算法。针对基本蝴蝶算法在种群初始化时添加了Cubic映射,在进行全局和局部搜索时加入非线性惯性权重系数和融入樽海鞘群算法,在确定最优解后加入了柯西变异,以此来提高算法收敛速度和寻优精度等问题。通过MATLAB构建六自由度机械臂和三维空间障碍物的三维模型,并进行仿真实验。结果表明:改进后的蝴蝶算法增强了收敛速度和寻优精度。最后进行了真机实验,验证了改进后的蝴蝶算法能够快速实现机械臂的路径规划。

关键词： 六自由度机械臂   机械结构   ADAMS软件   动力学仿真  

摘要： 为保障煤矿井下运输安全,减少井下人工搬运,进一步提升搬运机器人的井下运输效率至关重要。针对该现状提出一个具有六自由度液压机械臂的搬运机器人机械结构设计方案。利用SolidWorks软件建立液压机械臂的仿真模型,并采用ADAMS软件对机械臂关节角速度进行动力学仿真,最后进行计算对比。由仿真结果总结得出该方案机械臂结构设计具有合理性。

关键词： 起伏地表   波动方程正演模拟   频率域   有限差分   逆时偏移  

摘要： 高效精确的波动方程正演模拟是地震偏移成像和参数反演的核心,频率域的有限差分方法在正演模拟具备一定优势,包括能够在多震源模拟中计算效率更高,在选择网格间距时更具有灵活性等.然而,这种方法在处理起伏地表问题上较为困难.为了解决起伏地表情况下的频率域波动方程正演模拟与逆时偏移问题,我们提出通过建立广义坐标系,利用传统笛卡尔坐标系到起伏地表坐标系的映射关系,在起伏地表条件下高精度地模拟地震波传播波场.在此基础上,进一步讨论了实现频率域逆时偏移的可行性.并使用均匀模型和Foothills模型的数值测试来验证本文方法基本流程的有效性和计算效率.结果表明,在进行复杂地表场景的频率域地震成像和反演时,本文方法具有作为正演建模求解器的潜力.

关键词： 机械臂   运动学   MATLAB   机械设计  

摘要： [目的]确保设计的机械臂在机械结构和运动控制上最大化地满足设计需求。[方法]对所设计的四自由度机械臂采用D-H坐标法建立参数化运动学模型,通过代数法分别计算机械臂的运动学正解与逆解,运用MATLAB软件中的Robotics Toolbox工具箱对机械臂正逆解进行验证,并对机械臂运动空间进行编程模拟,得到末端执行器的各项运动参数。[结果]该机械臂符合人体手臂实际尺寸要求,通过调节四个关节角度滑块,可以在机械臂位置姿态上得到相应的机械臂位姿,并模拟出机械臂末端执行器的关节变量变化、轨迹等数据,可实现对行人的指引、服务等简单动作。[结论]本研究可为后续机械臂动力学分析、程序控制等研究作出极大的贡献。

关键词： 夹具   壳体   基准   精度   自由度  

摘要： 设计机床镗孔夹具,主要部分包括定位装置、夹紧装置、对定元件、夹具体以及其他元件等。采用两面一销定位,实现完全定位。通过伺服电缸装置实现自动定位、自动夹持,减轻工人劳动力,提高生产效率。

关键词： 可重构   水下机器人   运动副   约束螺旋   运动螺旋连  

摘要： 水利工程对水下机器人功能要求多样化,本文以水下可重构机器人为研究对象,研究腿部结构可重构使机器人具有多种移动模式,预期实现一机多用。本文将通过锁死UPS支链中等效球副中的一个转动,重构出3类U*PU支链,分析了各类支链的约束特点,得出Ⅰ类U*PU支链改变自由度的性质,Ⅱ类改变自由度的方向,Ⅲ类是一种不变自由度支链。基于含Ⅲ类U*PU支链的4-U*PU并联机构,设计水下可重构机器人的腿部结构,使其腿部具有2T2R和1R2T两种运动模式。采用旋量理论研究了腿部结构各运动模式变换过程中的自由度性质,分析机器人可重构性,使其满足爬行和蠕动两种运动需求。