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柔性二级差动式微位移放大机构优化设计 被引量：10
1
作者 李佳杰 陈贵敏 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第21期21-28,共8页
微位移放大机构常常用来扩大压电陶瓷致动器的行程范围。鉴于差动式微位移放大机构具有"小结构大倍数"的特点,设计了一种新型二级差动式杠杆微位移放大机构。应用矩阵表示法对其进行了运动静力学分析,在此基础之上,以柔性铰... 微位移放大机构常常用来扩大压电陶瓷致动器的行程范围。鉴于差动式微位移放大机构具有"小结构大倍数"的特点,设计了一种新型二级差动式杠杆微位移放大机构。应用矩阵表示法对其进行了运动静力学分析,在此基础之上,以柔性铰链的分布位置及其几何特征参数为优化变量,并以提高位移放大比和减小最大应力为目标函数建立一种双目标优化模型。机构经过优化设计后位移放大倍数高达48倍,并对其进行有限元仿真分析,计算结果为44倍,理论模型与有限元模型的误差小于10%。结果表明:提出的优化模型具有准确性和高效性,同样可适用于其他柔性铰链机构的优化设计。 展开更多
关键词 位移放大机构 柔性铰链 矩阵表示 运动静力学 优化设计
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新型可穿戴上肢康复机构的设计与分析 被引量：7
2
作者 郭盛 马可 王向阳 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期132-140,共9页
为辅助上肢功能障碍患者进行康复训练,结合串联及并联机构优势,综合考虑人体穿戴舒适性,并基于人体上肢运动机理及参数,采用混联方法设计了一种新型可穿戴上肢康复训练机构.该机构可慢速运动带动患者手臂进行定轨迹康复训练.使用矢量环... 为辅助上肢功能障碍患者进行康复训练,结合串联及并联机构优势,综合考虑人体穿戴舒适性,并基于人体上肢运动机理及参数,采用混联方法设计了一种新型可穿戴上肢康复训练机构.该机构可慢速运动带动患者手臂进行定轨迹康复训练.使用矢量环路法建立机构刚体部分的运动学模型,并对机构刚体部分进行了运动静力学分析,得到机构运动状态与所需驱动力之间的理论关系.在仿真环境Adams中开展了运动学及运动静力学仿真.最后,以一典型康复动作为例,对比其运动学、运动静力学的理论解及仿真数值解.结果表明,理论解曲线和仿真曲线走势相同,误差在合理范围内,验证了运动静力学模型的正确性. 展开更多
关键词 上肢外骨骼 康复机器人 机构设计 运动静力学
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基于附加弹簧双滑块四杆机构的柔顺恒力机构设计 被引量：7
3
作者 张凯 韩迎鸽 +1 位作者 李保坤 张杰 《机械传动》 北大核心 2020年第4期85-89,共5页
给出一种基于伪刚体模型的柔顺夹持器设计方法。基于附加弹簧双滑块四杆机构构造了一种具有恒力特性的柔顺夹持机构。建立了机构位置分析模型,利用虚功原理构建运动静力学方程,分析弹簧刚度对机构输出特性的影响,获得了具有一种恒力特... 给出一种基于伪刚体模型的柔顺夹持器设计方法。基于附加弹簧双滑块四杆机构构造了一种具有恒力特性的柔顺夹持机构。建立了机构位置分析模型,利用虚功原理构建运动静力学方程,分析弹簧刚度对机构输出特性的影响,获得了具有一种恒力特性的柔顺夹持机构设计方法。基于伪刚体模型,将附加弹簧以柔性模块替代,得到一种新型柔顺恒力机构。利用有限元分析软件验证该机构理论模型建立柔顺恒力机构的可行性;构造了一种具有对称结构形式的新型柔顺恒力夹持器。该柔顺恒力夹持器的设计方法也可应用于其他类型附加弹簧机构的非线性刚度特性柔顺机构设计。 展开更多
关键词 柔顺机构 恒力机构 伪刚体模型 运动静力学
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柔顺并联机构运动静力学建模与实验研究
4
作者 李荣 余宏涛 +1 位作者 张驰 舒鑫东 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第8期156-159,165,共5页
柔顺并联机构具有无摩擦、无磨损、无间隙、整体加工和较少装配等优点,广泛应用于微/纳米定位领域。针对大行程平面柔顺并联机构,提出了基于柔度矩阵法的运动静力学建模方法。应用该方法,建立了3-PPR平面柔顺并联机构的运动静力学模型... 柔顺并联机构具有无摩擦、无磨损、无间隙、整体加工和较少装配等优点,广泛应用于微/纳米定位领域。针对大行程平面柔顺并联机构,提出了基于柔度矩阵法的运动静力学建模方法。应用该方法,建立了3-PPR平面柔顺并联机构的运动静力学模型。为进一步验证模型的正确性,设计了基于三轴激光干涉仪和NI数据采集模块的多传感信号同步数据采集系统,并搭建了实验装置,实现了对机构驱动力、关节位移和末端位移的数据采集与分析。实验结果验证了实验方法的可行性和模型的正确性。 展开更多
关键词 大行程 柔顺并联机构 运动静力学 LABVIEW 激光干涉仪
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二自由度悬索机器人运动静力学正逆解分析 被引量：2
5
作者 任凭 朱聪斌 《机械设计与制造》 北大核心 2020年第5期241-244,共4页
以考虑悬索质量下的二自由度悬索并联机器人为研究对象,建立了基于悬链线方程的二自由度悬索并联机器人运动静力学模型,提出了一种求取数值正逆解的方法。该方法以忽略悬索质量的运动学正逆解为初值,通过数值迭代方法获得悬索质量不可... 以考虑悬索质量下的二自由度悬索并联机器人为研究对象,建立了基于悬链线方程的二自由度悬索并联机器人运动静力学模型,提出了一种求取数值正逆解的方法。该方法以忽略悬索质量的运动学正逆解为初值,通过数值迭代方法获得悬索质量不可忽略时的运动静力学正逆解。大量的仿真验证显示了该方法能够快速、准确地获得二自由度悬索并联机器人的唯一正逆解,并且给出了该悬索平台在平衡状态下包含悬链线曲线的二自由度悬索并联机器人机构简图。 展开更多
关键词 悬索并联机器人 悬链线 运动静力学 正逆位移分析
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一种运动副优化布置的3-SPR并联机床的运动静力学分析 被引量：1
6
作者 石岩 李国芹 +1 位作者 张鹏程 郭联合 《机床与液压》 北大核心 2013年第15期172-175,共4页
对一种运动副优化布置的3-SPR并联机床的运动静力学进行了分析。简要介绍了3-SPR并联机床机构及运动副布置情况,在三维软件环境中建立了其模拟机构;通过移动Jacabian矩阵和转动Jacobian矩阵求解了机床的运动学参数,通过力、力矩平衡原... 对一种运动副优化布置的3-SPR并联机床的运动静力学进行了分析。简要介绍了3-SPR并联机床机构及运动副布置情况,在三维软件环境中建立了其模拟机构;通过移动Jacabian矩阵和转动Jacobian矩阵求解了机床的运动学参数,通过力、力矩平衡原理对机床进行了静力学分析;对所推导的运动静力学解析公式进行了数例分析,并进行了模拟验证。结果表明:运动副优化布置的3-SPR并联机床不仅工作空间相对较大,数学模型也相对简单,具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 运动静力学 3-SPR并联机床 运动副优化布置 Jacobian矩阵
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基于半解析法的四足爬壁机器人关节扭矩估算 被引量：1
7
作者 张铁 吴凌峰 +1 位作者 赖乙宗 蔡蒂 《机床与液压》 北大核心 2021年第17期1-8,共8页
四足爬壁机器人的足端力和关节扭矩是机器人吸附力设计和关节电机选型的重要依据。在考虑重力和吸附姿态变化的情况下,利用有限元分析足端力和关节扭矩需要重复画网格和仿真分析,工作量较大。结合运动学、静力学和有限元分析提出一种简... 四足爬壁机器人的足端力和关节扭矩是机器人吸附力设计和关节电机选型的重要依据。在考虑重力和吸附姿态变化的情况下,利用有限元分析足端力和关节扭矩需要重复画网格和仿真分析,工作量较大。结合运动学、静力学和有限元分析提出一种简单且统一的半解析方法估算不同吸附姿态下四足爬壁机器人的足端力和关节扭矩。算例中利用半解析法计算得到84组数据并分析得到不同姿态下最大足端力和最大关节扭矩的变化规律,基于算例结果完成了机器人的吸附力设计和关节电机选型,最后实验测量了不同姿态下机器人的关节扭矩最大值。实验结果表明:机器人吸附力设计和关节选型合理,半解析法计算的最大关节扭矩误差小于8.86%。 展开更多
关键词 四足爬壁机器人 关节扭矩 半解析方法 并联超静定结构 运动静力学
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基于计算机辅助分析的机构静力学建模与教学实践
8
作者 李保坤 张凯 《绵阳师范学院学报》 2019年第8期31-37,共7页
机构静力学建模是机构学的基础,运用计算机辅助设计是提高学生综合应用知识能力的重要手段.本文以附加弹簧双滑块四杆机构为例,利用虚功原理,阐述基于Maple软件的机构位置闭环方程和运动静力学建模过程,并得到机构的力-位移模型;并利用M... 机构静力学建模是机构学的基础,运用计算机辅助设计是提高学生综合应用知识能力的重要手段.本文以附加弹簧双滑块四杆机构为例,利用虚功原理,阐述基于Maple软件的机构位置闭环方程和运动静力学建模过程,并得到机构的力-位移模型;并利用Matlab软件,将重要模型以图形化描述,展示不同参数对力-位移曲线的影响情况.结果证明,附加弹簧机构的非线性特性扩展了学生的学习视野,有利于提高学生机构创新设计能力;采用的教学手段增强了教学过程的生动性,激发了学生的学习兴趣,提高了学生的实践能力. 展开更多
关键词 机构学 计算机辅助分析 运动静力学 教学实践
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