汽车升降机构在底盘维护和高空落停问题中具有广泛的应用。设计出一种新型全转动副汽车升降机构并进行相关研究,首先建立机构的运动学模型,求出各构件角度变化表达式,为进一步动力学分析奠定了基础。其次运用Lagrange方程构建整体机构的动力学模型,通过SolidWorks建立汽车升降机的虚拟样机模型,分别对其进行动力学数值计算和虚拟仿真,验证所建运动学和动力学模型的正确性和有效性。在此给定升降载荷范围在1.1t到3.5t时,求解出所需驱动力矩区间曲线,为实际工程应用提供了数据参考。

提出一种双闭环5-DOF机械臂,该机械臂在((2-UPS)+U)PU构型的基础上增加闭环结构,得到新的拓扑构型2-UPS+((2-UPS)+U)PU,闭环结构的引入使得机构获得更高的承载能力且为拓扑新的构型提供了新思路。应用矢量链法,建立了机构的位置模型;推导了支链驱动速度、支链摆动角速度与运动平台广义速度Vo的映射,建立了机构的独立变量q与运动平台广义速度Vo之间的解耦矩阵;建立了机构支链中的摆动杆、伸缩杆质心速度与运动平台广义速度Vo之间映射,并基于虚功原理建立了机构的动力学模型,将推导的动力学模型变换成具有Lagrange动力学形式的动力学模型;在Adams仿真软件中建立该机构的虚拟样机模型,通过仿真验证了推导的动力学模型的正确性。

爬壁机器人系统广义Lagrange方程的建立有助于推动爬壁机器人进一步的发展。通过分析爬壁机器人系统的运动过程,并采用分析力学的方法进行动力学分析,从而建立了该系统的运动微分方程。相较于先前利用其他方法所建立的运动微分方程,基于分析力学的方法具有较大优势。运动微分方程的建立为爬壁机器人系统的对称性研究及柔性爬壁机器人的研制提供了良好的思路。

旋转倒立摆是典型的高阶次、多变量和非线性的复杂系统,是控制理论研究和教学中的经典模型。准确的数学模型是研究和教学中使用旋转倒立摆的前提,然而,由于旋转倒立摆的复杂性通常难以建立和实际样机吻合的数学模型。利用Lagrange方程建立旋转倒立摆系统的数学模型,再对实际样机进行参数辨识确定模型具体参数,建立旋转倒立摆准确的数学模型。该方法具体呈现了如何为实际机电系统建立准确的数学模型。在此基础上,利用MATLAB的S函数对模型进行了

为提高旋转式多臂机的整体性能,对提综机构进行深入的动力学特性研究。首先,基于凸轮机构的解析法设计理论,结合织机开口工艺要求,设计出旋转式多臂机提综机构凸轮廓线,应用Lagrange方程建立机构的动力学模型,并对机构进行运动学分析;其次,建立机械系统动力学自动分析(ADAMS)虚拟样机模型,对比分析MatLab数值仿真和ADAMS虚拟仿真所求大圆盘驱动力矩的一致性,验证所建动力学模型的正确性和有效性;最后,依据所构建的动力学模型,分别就大圆盘转速、综框的材料及动程、凸轮廓线对大圆盘驱动力矩的影响进行仿真分析和优化。结果表明减小综框质量和综框动程和采用五次项修正等速运动规律的提综凸轮廓线,均可减小大圆盘驱动力矩的波动幅值,改善提综机构整体动力学性能。

传统电动汽车采用结构简单的单级减速器越来越不能满足电动汽车对传动效率的要求,因此需要向电动汽车引入两挡或多挡变速器来提升整个动力总成的效率。提出了一种新型电动汽车两挡变速器,它由楔形换挡机构和行星轮系组成,可实现无动力冲击的高效换挡。此外,介绍了变速器的基本结构和工作原理,应用Lagrange法对变速器各个组成进行了动力学建模分析,建立了二自由度Lagrange方程,并且搭建了基于MATLAB/Simulink的换挡过程模型,对换挡过程进行了分析,验证了数学模型的准确性。为同类型变速器的动力学建模和换挡品质优化研究提供了一定依据。

文中主要讨论了HSK63刀柄的动平衡,采用Lagrange方程建立了HSK63刀柄动不平衡的数学模型,计算动不平衡量,用HAIMER动平衡机进行了动平衡实验,实验结果与理论计算基本相符,所推导的数学模型为HSK63高速刀柄动平衡设计提供了理论基础。