以一种基于同步带为主传动系统的钢坯标识设备为研究对象,分析传动系统对标识效果的影响。首先,建立物理模型,应用动力学方法求解枪体机构的位移方程,进而得出位移曲线随时间的变化规律;在此基础上,利用UG、ANSYS、ADAMS建立同步带传动系统的刚柔耦合模型,得出写字机构的动态响应特性,并分析在不同载荷下枪头写字失真的偏移量,进而对其进行优化。结果表明物理模型的计算结果跟仿真结果基本吻合,优化后的方案在实验中得以验证,分析结果为同类结构设计提供了理论依据。

首先将串联机构与二自由度平面并联机构相结合,开发出一种新型四自由度混联构型工业机器人,采用D-H法建立坐标系并推导出运动学方程;利用MATLAB数值扫描方法,得到机械臂末端执行器的可达空间;根据位置正逆解算例,在机器人的作业空间内任取若干点,验证了运动学正、逆解方程在一定精度范围内的正确性。然后用SolidEdge建立虚拟样机模型,并将模型导入到ADAMS环境下进行运动学仿真分析,验证解析结果的正确性。最后将仿真结果和理论解析结果进行比较,证明了所设计的混联型机器人理论分析的正确性和设计方案的可行性,为后续控制等方面的研究打下了基础。

汽车关闭力直接影响到整车质量的评价结果,它的好坏往往也反映了车门感知质量的优劣,而车门铰链倾角是影响关闭力的关键因素之一。在分析影响车门关闭力的各种影响因素的基础上,重点分析了铰链倾角对车门关闭力的影响。通过Adams仿真软件对各种倾角下关闭力进行仿真确定最佳倾角的参数。然后基于速度法测试车门关闭力构建物理试验平台,并且根据仿真确定参数的基础上在物理试验平台上进行试验,并最终确定车门关闭力最小时铰链倾角最佳参数值。

针对八连杆冲压机构的工作姿态变换,压力机构伸缩量之间的关系无法量化的问题,基于ADAMS优化八连杆冲压机构。分别分析八连杆冲压机构工作的工作原理以及工作情况,明确构件中的设计变量,并通过点位移函数表达式组建目标函数;在此基础上,以最小压力角为设计目标,构建八连杆参数优化设计数学模型,结合机械系统仿真软件ADAMS对该数学模型进行运动仿真以及参数优化计算,得到具有较高运行效率的八连杆冲压机构仿真结果。仿真结果表明,八连杆冲压机构云顶轨迹位移方程有效性得到保证,构件部分设定的矢量模型具有有效性以及实用性。

针对仿蛇机器人结构复杂,关节寿命短的问题,文中设计一款波纹管蛇形机器人结构。利用Solidworks建立蛇形机器人三维模型,然后构建了蛇形机器人的D-H坐标系及简化模型,并对模型进行了关节约束分析及动力学分析,推导了波纹管蛇形机器人的动力学模型。并且通过ANSYS和Adams对蛇形机器人进行了磨损仿真和运动仿真,仿真结果表明,波纹管避免了蛇形机器人直接与地面接触,减少了蛇形机器人的运动磨损量,提高了使用寿命,且在运动时其速度、加速度过渡平滑,速度能在1s内达到最大值100mm/s,在零点处无反向变化;力矩变化无冲击,蛇体长度变化平稳,无侧滑及停滞等不正常状态,运动效果较好。

通过研究犬类骨骼结构,确定了机器人关节数和腿部机构简图,提出一种四足机器人腿部机构运动学分析和实现的方法。对机器人进行运动学建模,借助模型进行了机器人正逆解计算以及求出腿部机构关节转角与电机转圈数之间的关系。借助ADAMS动力学仿真软件,验证单腿机构的运动起立过程和关键参数变化规律,逆向运动学仿真得到了关节扭矩等关键数据,设计了以滚珠丝杆为传动机构的腿部结构。实践表明,该机构的设计方法有利于仿生机器人的研究与发展。

针对导弹舱段对接主要依靠手工作业的现状,设计一种六自由度并联调姿托架,可完成舱段偏航、俯仰、自转全姿态位置调整,实现舱段自动化、高效率对接。首先建立调姿托架的三维模型并对其结构进行介绍;其次对模型进行运动学理论分析,得到了自由度、运动学方程及其正反解,并利用ADAMS软件对调姿托架进行运动学仿真,获得自由度计算结果以及相关位姿曲线,验证了理论分析结果;最后对研制的调姿托架进行了实验验证,结果证明了调姿平台设计的合理性。

针对制冷片中半导体颗粒的自动整齐排列问题,根据颗粒之间排列的间距和方向设计整列板上表面的凹槽,让半导体颗粒在整列板上运动并落入凹槽中,从而实现半导体颗粒的自动整齐排列。运用ADAMS软件建立半导体颗粒在整列板上的运动仿真模型,对整列板添加不同的运动振型,运用正交试验方法设计仿真方案,以半导体颗粒完成整列花费的时间为仿真指标,运行仿真并得出不同运动振型下的仿真结果。通过对仿真数据进行对比分析,找出适合半导体颗粒整列的最佳运动振型,为半导体颗粒自动化整列装置的设计提供参考依据。

为增强舰船惯导系统工作时任意方向的抗冲击能力,提出了一种多杆并联的被动隔冲装置。首先,基于反螺旋自由度理论对多杆隔冲装置结构合理性进行研究,并对装置隔冲原理进行分析。然后,应用Lagrange法建立隔冲模块的冲击动力学方程,讨论其刚度特性与冲击响应。最后,基于ADAMS软件分别对隔冲杆与基平台夹角、隔冲杆刚度、阻尼对装置隔离率的影响进行分析。研究结果表明多杆隔冲装置各方向动态刚度均呈非线性特性,且垂向等效刚度大于横、纵向;在相同冲击环境下,横、纵向冲击隔离率高于垂向;各向隔离率和相对位移幅值随隔冲杆刚度、阻尼系数的增大而明显降低;隔冲杆和基平台夹角与横、纵向隔离率呈正相关,与垂向呈负相关。

为分析五轴精雕机能否实现正确运动,使用机器人D-H法构建五轴精雕机的运动学模型。利用运动学模型求解运动学方程的正逆解,并采用蒙特卡洛法进行工作空间分析,验证运动学模型的正确性;基于ADAMS验证整机模型的正确性并建立运动学和动力学方程,以此进行运动学和动力学仿真分析。得到了机床设计极限时进给驱动力的大小,Z轴为7500 N左右,其余轴均为10000 N左右。为控制系统的设计、滚珠丝杠和电动机的选型提供参考。