随着机器人工业化及智能化的快速发展,焊接机器人在建筑、机械等领域中广泛应用,而机器人的运动性能和轨迹规划能力直接影响焊接的质量。针对该类问题,结合串联机构和并联机构的特点,设计了一种新型6自由度串并混联焊接机器人机构。运用标准D-H模型描述机器人相邻连杆之间的关系,应用Matlab Robotics工具箱对机器人建立运动学模型,验证了机器人连杆参数的正确性,并进一步计算了机器人的工作空间。同时,采用带抛物线过渡的梯形函数规划混联焊接机器人末端执行器,提出多目标轨迹优化方案,利用粒子群优化算法对时间参数进行优化,求解满足焊接机械臂末端定位精度的最优时间参数。仿真结果表明,优化后的轨迹提高了混联焊接机器人运行的稳定性及定位精度,为进一步开展机器人的振动分析和控制研究奠定了理论基础。

建立了椭圆齿轮副的弯扭耦合模型,包含齿面摩擦、时变刚度、阻尼、齿侧间隙等因素;选取不同的参数,采用4~5步长Runge-Kutta数值方法求解,分析了椭圆齿轮副的非线性动态特性。由分析可知,当转速较低时,椭圆齿轮系统处于单周期,运动稳定且有规律,转速的增大使其存在拟周期和不稳定、无规则的混沌运动交替出现的现象;摩擦因数和阻尼比的增大能使系统的运动更稳定;而时变啮合刚度系数和偏心率的增大则会使系统的运动更不稳定。

结合机械动力学的主要研究内容、特点以及近年来机械动力学领域的最新研究成果,研制既能满足本科生机械动力学的实验教学,又能够满足研究生机械动力学的实验教学和科研工作的综合振动实验台。该综合振动实验台不仅能对离散质量、连续梁和轴的振动问题进行实验研究,而且还能对组合结构的线性振动问题和非线性振动问题进行实验研究,从而为进一步加强和提高学生的动手和创新能力提供一定的实验基础。

研究弯扭耦合共振消减转轴的残余应力的动力稳定性,对转子-轴承系统进行有限元离散,建立动力学模型。然后,对转子-轴承系统进行模态分析,得到合适的阵型。根据共振条件在共振转速之下用Newmark法求得转轴受到扭转振动激励的弯扭耦合位移响应和动应力响应,分析了转轴弯扭耦合共振特性。当转轴从零转速上升到耦合共振转速的过程中,通过Floquet稳定性理论和Poincaré法对参数激励系统进行周期稳定性分析。研究结果表明,弯扭耦合振动时效过程中的耦合动力特性明显,且振动是稳定的,对弯扭耦合共振理论应用于振动时效领域有一定的参考价值。

基于变胞机构概念,设计一种能够在两多自由度和一个单自由度间灵活变换,能灵活实现三种不同构态的新型变胞机构,运用闭环矢量法对该新型变胞机构进行了运动学分析,在此基础上分析了新型变胞机构在给定尺度参数条件下的有效工作空间。分析结果表明,相对于传统变胞机构,新型变胞机构能更有效地增大其工作空间,可广泛应用于林木机械、工业机器人等工程领域。

基于传递矩阵理论,建立了平整机液压AGC系统动态数学模型,对其滤波特性进行了数字仿真.仿真结果表明,液压AGC系统在大多数频率范围内对平整机辊系振动有滤波效果,但在高频区存在一谐振点,在该频率处,油缸振动加剧.研究表明,蓄能器在低频区对系统滤波特性起重要作用,但在高频区效果不明显.实测结果验证了模型的正确性 .