针对空间转位机械臂在太空舱转位对接过程中受到的超大转动惯量,提出了一种全物理的仿真模拟方法。该方法主要是由模拟太空舱的质量块,转位机械臂实物,安装机械臂的基座,使质量块和机械臂连接的中间连接梁,让质量块持续跟随机械臂进行转动的跟随机构以及为整个全物理实验提供微重力环境的气浮机构组成。实验在气浮提供的微重力环境下进行,机械臂在其肩关节和腕关节驱动下进行转动,通过带动中间连接梁从而带动质量块跟随其转动,这就模拟出机械臂在太空转位时所受转动惯量。为了验证全物理方法的有效性对该方法建立了模型,并对模型进行动力学建模,获得各个关节处所受的力,进一步通过这些数据对模型进行受力分析,结果表明全物理实验方法具有可行性同时机械臂也满足设计要求。

针对当前医疗服务型机器人运动不灵活、稳定性差等问题,设计了一种滚动球式医疗服务型机器人,该机器人在结构设计上增加了瞬时失电保护装置,有效的提高了机器人在启停及制动状态下系统的稳定性。采用Lagrange-Routh方程建立滚动球式机器人系统的动力学模型,通过引入Lagrange乘子能够很好的解决滚动球式机器人系统的非线性、非完整性等问题。最后,利用MATLAB/SIMULINK软件对所建立的动力学模型进行了仿真分析,结果表明,所建立的动力学模型是准确的,为后续结构优化和控制系统的设计提供了理论依据。

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。

针对结合面压力不均匀分布对结合部建模精度存在影响,给出了一种基于结合面压力不均匀分布的螺纹固定结合部动力学建模方法。首先,利用Ansys对施加预紧力的装配体整机进行静力学分析,提取结合面处的节点、单元信息及压力分布,基于节点间距离最短的原则对上、下结合面中的节点进行匹配,在匹配好的两节点间建立Matrix27刚度、阻尼单元,以此来描述结合部的动力学特性。其次,基于结合面压力分布及Yoshimura法求出Matrix27单元中的刚度系数及阻尼系数;最后将结合部与零部件有限元模型综合成整机有限元模型。对比前四阶理论模态与试验模态理论模态振型与试验模态振型相似且一一对应,理论固有频率与试验固有频率间的误差在(0.7~7.2)%范围内,从而验证了该建模方法的有效性。

针对复杂工况下,工业机器人直接示教柔顺性欠缺的问题,这里在传统零力控制算法中加入动力学惯性项补偿以降低示教过程的牵引力。首先,在综合考虑重力、关节摩擦和科氏力等因素的情况下,建立了一种6轴工业机器人线性动力学模型。针对该动力学模型参数辨识高维度、强非线性、多参数的特点,提出了一种分步辨识方法,此方法能有效地降低辨识方程系数矩阵维度,减少计算量。然后,根据辨识结果设计基于力矩控制的惯性项补偿零力控制器。最后,进行动力学参数辨识结果验证与直接示教实验。实验结果表明所提出的分步辨识方法结果较为精确;相比传统的零力控制算法,增加惯性项补偿的零力控制算法能使示教过程的牵引力幅值降低28.6%,显著改善示教过程的柔顺性。

Delta并联机器人被广泛用于小物品的高速拣选和包装等。为了得到优良的性能,控制系统设计和机械结构设计时需要考虑动力学模型的影响。文中利用凯恩方程对三自由度Delta并联机器人建立了动力学反解模型。文中建立的动力学模型结构紧凑。在整个建模过程中,只是用到了动平台的位置、速度、角速度参数和主动转动副转角、角速度及角加速度,不需要求出被动臂(即空间平行四边形机构)的位姿参数、(角)速度和(角)加速度。

以6-UPU并联机构为研究对象，建立了并联机构广义固有频率模型，对底位工况位置进行了固有频率数值求解；利用微加速度计测试出并联机构5个自由度的固有频率值；理论分析与实验测试结果较为接近，其误差度在10％的范围内，验证了振动模型的正确性。实验表明：该振动测试分析方法可用于并联机构固有频率分析，可为类似构型的并联机构结构设计与控制器设计提供理论依据。

重型卡车作为工程机械车辆最常用的一个种类,其液力机械无级变速器影响着整车的使用性能和作业效率。准确分析重型卡车液力机械传动特性与动力学特性,能够提高其燃油经济性和传动效率。国内在车辆液力机械传动方面已经开展了大量的研究,但是对重型车辆的相关特性研究较少。该文对重型卡车液力机械传动特性展开分析,并对其进行动力学建模。通过变量泵和定量马达构建重型卡车的液压单元,在这种液压单元下,将液力机械无级变速器分为HM1、HM2、HM3以及HM4四段无级变速段,分别分析每段的传动特性,得出对应段的传动比;动力学建模从空气动力学以及悬架多体动力学两方面入手,计算每种动力学车身和车架受到的作用力,获取重型卡车的动力学模型。测试实验可知:液力机械的无级变速器传动具有提高卡车效率的特性,且构建的动力学模型精度高,具...

为研究核岛支架安装车双平行四边形升降机构内在的复杂动态特性,需建立升降臂工作过程准确的动力学模型。通过分析升降臂结构组成和工作原理,运用AMESim平面机构库的转动铰、刚体杆件和移动铰等单元,建立升降臂机械系统多体动力学模型;利用AMESim标准液压库的变量泵、负载敏感阀和油缸等单元,建立升降臂液压系统驱动力模型;根据油缸和移动铰的输入输出状态变量相互作用关系,建立升降臂机液耦合动力学模型。仿真分析升降臂起升过程的动力学性能,并搭建试验平台进行测试。研究结果表明:升降臂起升初始阶段,系统压力有一定振荡,但最终趋于平稳;双平行四边形机构转角方向相反,转角大小相等,能够实现支架垂直升降;油缸工作压力、连杆转动角度的数值模拟结果能与试验结果较好吻合,利用该模型可以预测铰点约束力等状态变量的动态特性,为...

为研究含球关节间隙对空间连杆机构动态性能的影响,建立含间隙的球关节运动学模型,基于拉格朗日乘子法,建立含球关节间隙的RSSR空间机构动力学模型,仿真分析了关节接触力模型、曲柄输入转速、间隙尺寸等因素对机构的动态性能的影响.仿真结果表明：不同的关节接触力模型,对仿真结果影响较大;球头与球窝的碰撞接触点主要分布在间隙球的两个局部区域;间隙尺寸对机构摇杆输出角加速度波动以及球关节接触力影响最大,间隙尺寸的大小与摇杆角加速度、关节接触力大小的变化呈现非线性正相关的趋势.