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2-PRU-PRRPa并联机构运动学分析与性能优化 被引量：1
1
作者 张伟中 冯邵江 +3 位作者 袁鑫宏 孙鹏 杨超 鹿业波 《农业机械学报》 北大核心 2025年第1期497-506,共10页
两转一移三自由度并联机构在五轴混联加工装备上应用广泛。受到具有优异性能的商用Exechon并联机构设计的启发,本文提出了一种具有平行四边形子闭环结构分支的2-PRU-PRRPa并联机构。采用螺旋理论分析自由度,求解得到该机构具有2个转动和... 两转一移三自由度并联机构在五轴混联加工装备上应用广泛。受到具有优异性能的商用Exechon并联机构设计的启发,本文提出了一种具有平行四边形子闭环结构分支的2-PRU-PRRPa并联机构。采用螺旋理论分析自由度,求解得到该机构具有2个转动和1个移动自由度。基于闭环矢量法建立了2-PRU-PRRPa并联机构运动学模型,建立驱动关节输入与动平台末端输出之间的映射关系。考虑驱动行程以及奇异位形,采用搜索法对2-PRU-PRRPa并联机构工作空间进行求解。对并联机构运动学方程进行微分得到了机构速度方程,并且基于速度雅可比矩阵分析机构输入、输出与混合奇异位型。根据运动/力传递指标对机构性能进行评价,得到了机构传递性能分布图谱。以优质传递空间优化为目标,基于空间模型法对2-PRU-PRRPa并联机构进行尺度综合。研究结果对五轴混联加工装备研制具有参考价值。 展开更多
关键词 并联机构 运动学分析 性能优化 尺度综合
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航发叶片原位打磨装备设计及其运动学分析
2
作者 郭泽中 左洪福 +3 位作者 李鹏涛 刘岩 夏淳义 周左成 《机电工程》 北大核心 2025年第5期921-932,共12页
针对现有原位打磨装备存在监测手段单一、智能化水平不足、驱动平台结构紧凑性及航线维修实用性低等问题,设计了一款航发叶片原位打磨装备,并对其运动学性能进行了分析。首先,分析了压气机叶片原位打磨自由度需求,结合设计原则对内窥打... 针对现有原位打磨装备存在监测手段单一、智能化水平不足、驱动平台结构紧凑性及航线维修实用性低等问题,设计了一款航发叶片原位打磨装备,并对其运动学性能进行了分析。首先,分析了压气机叶片原位打磨自由度需求,结合设计原则对内窥打磨仪、辅助支撑装置、测量与控制组件、快速拆装夹具、打磨装备控制箱进行了结构设计;然后,根据改进型D-H(MDH)参数法建立了运动学方程,进行了正运动学分析并基于解析法求出了运动学逆解,利用SOLIDWORKS和Adams建立了联合虚拟仿真模型,对原位打磨装备进行了仿真分析,得到了末端打磨头的位移、速度和加速度曲线;最后,搭建了原理样机,验证了压气机叶片原位打磨作业的准确性。研究结果表明:原位打磨装备整体为六自由度串联型机械臂,末端打磨头的速度范围为0 m/s~0.011 3 m/s,角速度范围为0 rad/s~0.471 2 rad/s,加速度和角加速度的最大值分别为0.010 9 m/s^(2)和0.375 5 rad/s^(2),末端打磨头能够到达所需打磨的压气机叶片的目标位置;打磨作业时,各关节运行平稳,辅助支撑装置可以精确调整末端打磨头的位姿,且对打磨头运动的影响较小。由此可见,原位打磨装备能满足压气机叶片原位打磨作业的要求。 展开更多
关键词 压气机叶片 原位打磨 D-H(MDH)参数法 运动学分析 ADAMS仿真
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基于耦合驱动关节的机械臂设计与运动学分析
3
作者 邓飞 卢浩 +2 位作者 陈力 朱德良 郭士杰 《机械设计》 北大核心 2025年第1期25-36,共12页
针对传统机器人关节构型无法满足大负载人机交互作业任务需求的问题,提出一种耦合驱动关节及机械臂设计方案,并进行耦合驱动原理和运动学特性分析。根据作业要求和人机相容性设计需求,确定关节的主要技术参数和传动方案,完成肩、肘、腕... 针对传统机器人关节构型无法满足大负载人机交互作业任务需求的问题,提出一种耦合驱动关节及机械臂设计方案,并进行耦合驱动原理和运动学特性分析。根据作业要求和人机相容性设计需求,确定关节的主要技术参数和传动方案,完成肩、肘、腕关节的设计。通过ADAMS软件验证了关节的耦合驱动原理,通过改进D-H法建立机械臂坐标系,推导了运动学模型,并采用MATLAB软件进行运动学仿真,同时采用蒙特卡洛法分析了操作空间和奇异性。搭建机器人平台进行运动解耦和负载试验,验证了研究的准确性。 展开更多
关键词 护理机器人 耦合驱动 机械臂设计 运动学分析
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高速-重载全地形车仿生悬架系统运动学分析 被引量：2
4
作者 李占龙 万世永 +3 位作者 张正 任志曌 高山铁 刘志奇 《中国工程机械学报》 北大核心 2024年第1期13-18,共6页
全球自然灾害形势复杂,极端灾害事件呈频发、高发、突发态势。某型高速-重载全地形车作业过程中会产生剧烈振动,传统减振方案存在诸多影响减振效能的潜在因素。从仿生学原理和生物力学机理入手,探究自然界犀牛、袋鼠的生物缓冲特性与全... 全球自然灾害形势复杂,极端灾害事件呈频发、高发、突发态势。某型高速-重载全地形车作业过程中会产生剧烈振动,传统减振方案存在诸多影响减振效能的潜在因素。从仿生学原理和生物力学机理入手,探究自然界犀牛、袋鼠的生物缓冲特性与全地形车速度快、承载重、冲击强等应用性能之间的内在联系,结合机械原理,研究一套结构紧凑、抗冲击能力强的仿生悬架系统,响应高速-重载全地形车在复杂地形下应急保障工作的需求。结合几何原理建立仿生悬架系统运动学数学模型,求得各输入、输出角位置参数数值算例,并对三维模型展开位置仿真分析,验证数值算例的正确性。在验证其仿真结果与理论计算结果相符的基础上,对相应角速度及角加速度随时间变化的运动轨迹进行运动学分析,验证该机构在运动过程中的平稳性,表明结构设计符合减小冲击和振荡的实际运行需求。运动学数学模型可为后续结构参数优化、确定减振单元性能、进一步实行控制和试验工作提供可靠的数据资料和理论支撑,有助于提高减振系统研究与设计的效率,缩短研发周期,降低研究成本,同时为其他减振系统研究提供有益参考。 展开更多
关键词 高速-重载 应急保障工作 仿生学 悬架系统 运动学分析
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具有变泊松运动特性的剪叉式折展机构运动学分析 被引量：1
5
作者 畅博彦 闫圣杰 +2 位作者 梁栋 关鑫 韩芳孝 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期20-30,共11页
为提高折展机构的折展率和支撑性能,提出了一种具有变泊松运动特性的剪叉式折展机构并对其进行运动学分析。首先,提出了一种单闭环厚板支撑单元并将其应用于三明治结构,利用ANSYS Workbench软件分析不同形状夹芯层对三明治结构支撑刚度... 为提高折展机构的折展率和支撑性能,提出了一种具有变泊松运动特性的剪叉式折展机构并对其进行运动学分析。首先,提出了一种单闭环厚板支撑单元并将其应用于三明治结构,利用ANSYS Workbench软件分析不同形状夹芯层对三明治结构支撑刚度的影响,发现采用厚板支撑单元的三明治结构具有更好的支撑效果和更小的质量,且可通过改变结构设计参数来实现正负泊松比的切换。然后,根据泊松比的定义,设计了一种具有变泊松运动特性的正n边形剪叉式折展机构;基于螺旋理论,通过绘制闭环折展机构的旋量约束拓扑图分析得到其自由度为1,将折展机构分为3种模块并阐述了模块化纵向扩展的原理和过程。最后,建立了m层正n边形剪叉式折展机构的运动学模型并搭建了正四边形剪叉式折展支撑结构实物样机,进一步验证了机构的变泊松运动特性,这可为后续的研究提供理论基础。 展开更多
关键词 三明治结构 剪叉式折展机构 螺旋理论 运动学分析
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人体穿戴髋关节助力外骨骼的行走运动学分析
6
作者 刘玉 黄岩 周志浩 《北京大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期422-430,共9页
针对现有下肢助力外骨骼研究中缺少对关节层面的运动学分析以及缺少对髋关节外骨骼助力机制的研究这一现状,对一款髋关节助力外骨骼在多种助力模式下的运动进行采集和分析,得到被试在不穿戴外骨骼、外骨骼零助力、外骨骼低助力、外骨骼... 针对现有下肢助力外骨骼研究中缺少对关节层面的运动学分析以及缺少对髋关节外骨骼助力机制的研究这一现状,对一款髋关节助力外骨骼在多种助力模式下的运动进行采集和分析,得到被试在不穿戴外骨骼、外骨骼零助力、外骨骼低助力、外骨骼中助力、外骨骼高助力和外骨骼阻力共6种模式下的运动数据,并通过逆运动学计算和数据分析,得到关节角度曲线和步态特征。实验结果在关节层面明确了髋关节外骨骼的助力机制,可为助力外骨骼的设计和运动控制提供参考。 展开更多
关键词 下肢助力外骨骼 运动学分析 人体行走运动 步态特征
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月基装备行走运动学分析与连续步态规划 被引量：1
7
作者 何天宇 董洋 +3 位作者 檀傈锰 王岩 赵军鹏 王春洁 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期308-316,共9页
针对缓冲行走功能一体的月面探测器构型设计困难、步态分析复杂等问题,提出了一种基于相同支链构型的四足月基装备(LBE)设计分析方法与连续步态规划方案。设计复合功能着陆腿机构及整机多状态位姿;构建LBE在行走状态下的单腿运动学模型... 针对缓冲行走功能一体的月面探测器构型设计困难、步态分析复杂等问题,提出了一种基于相同支链构型的四足月基装备(LBE)设计分析方法与连续步态规划方案。设计复合功能着陆腿机构及整机多状态位姿;构建LBE在行走状态下的单腿运动学模型,对其进行正逆运动学求解,分析单腿与整机工作空间和运动性能;对LBE整机进行水平月面的连续步态规划,并设计单步足端轨迹,通过动力学仿真,验证LBE行走步态稳定性。仿真结果表明:LBE沿前进方向连续稳定运行,质心竖直方向浮动仅占整器高度的0.24%,俯仰角最大摆动幅度为0.34°,翻滚角最大摆动幅度为0.27°。 展开更多
关键词 月基装备 构型设计 运动学分析 可操作度 步态规划
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平粮机械臂设计及运动学分析 被引量：1
8
作者 杨东 杨诚诚 +2 位作者 董娜娜 宋凯 石天玉 《中国农机化学报》 北大核心 2024年第11期88-94,共7页
针对传统人工平粮作业方式费时费力、存在安全隐患等问题,面向现有履带式、桁架式平粮装备及方法作业空间大、效率低、能耗高等缺点,设计一款七自由度的机械臂以实现高大平房仓内粮面的自动平整。机械臂各个关节主要由数字液压缸驱动,选... 针对传统人工平粮作业方式费时费力、存在安全隐患等问题,面向现有履带式、桁架式平粮装备及方法作业空间大、效率低、能耗高等缺点,设计一款七自由度的机械臂以实现高大平房仓内粮面的自动平整。机械臂各个关节主要由数字液压缸驱动,选择MCU对各个关节数字液压缸进行控制,同时建立该机械臂的标准D-H参数表,通过MATLAB Robotics Toolbox建立机械臂三维仿真模型,采用几何法和基于物体雅可比的Newton-Raphson算法对其机械臂进行逆运动学求解,并通过蒙特卡洛法对工作空间进行仿真分析,利用五次多项式插值和T型插值对其运动轨迹进行仿真,利用RRT*算法进行避障路径规划。结果表明:该机械臂工作空间可覆盖平房仓内待平粮位置,运动轨迹平稳可靠,满足所需工作要求,T型插值法可以使机械臂运动轨迹在4~6 s之间,关节加速度降低至0 rad/s,RRT*算法可使机械臂精确避开高度在4~8 m范围内无需作业的粮堆。可为高大平房仓伸入式平粮装备研制和智能控制平台搭建提供基础支撑。 展开更多
关键词 平粮机械臂 七自由度 运动学分析 平粮方法 路径规划
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基于共形几何代数的并联机器人逆运动学分析方法 被引量：1
9
作者 柴馨雪 李翔毅 +2 位作者 汤陈昕 李秦川 徐灵敏 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期421-430,共10页
运动学分析是并联机器人运动学性能评估和结构尺寸优化的基础。现有并联机器人运动学分析方法存在几何建模与几何计算相分离的问题,本文利用共形几何代数(Conformal geometric algebra, CGA)集几何表示和计算为一体的优势,提出一种并联... 运动学分析是并联机器人运动学性能评估和结构尺寸优化的基础。现有并联机器人运动学分析方法存在几何建模与几何计算相分离的问题,本文利用共形几何代数(Conformal geometric algebra, CGA)集几何表示和计算为一体的优势,提出一种并联机器人逆运动学分析方法。根据动平台位姿参数给出动平台刚体运动算子,通过共形几何代数框架下的几何积实现动平台上任意点的刚体变换,得到任意点在运动过程中的共形几何表达式;结合机构中尺寸、几何约束,利用内积运算,建立机构运动学方程;根据运动学方程,进行运动学反解计算和速度分析。以3自由度的3-RPS并联机器人和6自由度6-UPS并联机器人为例,对所提方法进行验证,并将逆运动学推导结果与仿真软件所得结果进行了对比,验证了本文提出方法的正确性。该方法将空间向量和旋转表示等几何对象与矩阵乘法、矢量外积等计算方式相结合,使得并联机器人空间几何问题统一在一个代数系统中进行处理,因此分析过程几何直观性较强,简化了运动学逆解分析计算过程。 展开更多
关键词 并联机器人 共形几何代数 运动学分析
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基于双混联机器人的镜像铣削系统运动学分析与加工路径生成方法 被引量：1
10
作者 刘祺 郭梦娜 +3 位作者 山显雷 田文杰 马跃 李彬 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第5期46-52,共7页
以一种由双混联机器人组成的镜像铣削系统为研究对象,采用矢量法建立了镜像铣削系统规格化的运动学正逆解模型,其中正解方法较采用牛顿迭代法求解的方法具有计算效率与精度高的优点。提出了一种镜像加工路径生成方法,明确了双机参考坐... 以一种由双混联机器人组成的镜像铣削系统为研究对象,采用矢量法建立了镜像铣削系统规格化的运动学正逆解模型,其中正解方法较采用牛顿迭代法求解的方法具有计算效率与精度高的优点。提出了一种镜像加工路径生成方法,明确了双机参考坐标系的位姿关系,通过设定薄壁结构件的期望加工壁厚计算位姿镜像对称的刀具与支撑头路径。提出了十轴联动与双五轴联动两种镜像加工路径执行方法,后者较前者具备可重构性与模块化的特点,支持铣削或支撑机器人单机作业,能够满足大工作空间内单机或多机快速现场布置与高效协同加工的需求。为验证所提出的运动学模型与加工路径生成、执行方法的正确有效性,开展了大型薄壁结构件镜像加工试验,试验结果表明,壁厚加工误差可保证在±0.18 mm以内。 展开更多
关键词 镜像铣削 混联机器人 运动学分析 镜像加工路径 双机器人控制
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混联支路并联腿运动学分析与尺度综合 被引量：1
11
作者 顾昌利 赵佳毅 +1 位作者 饶晓波 高建设 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第3期94-99,共6页
针对步行机器人在核环境下作业时,动力源分散,不便于防护的问题,提出一种动力源集中布置,可用于构建步行机器人的四自由度混联支路并联腿部机构。运用螺旋理论分析其自由度数目、性质及机构特性。建立了运动学反解模型,并分别推导出驱... 针对步行机器人在核环境下作业时,动力源分散,不便于防护的问题,提出一种动力源集中布置,可用于构建步行机器人的四自由度混联支路并联腿部机构。运用螺旋理论分析其自由度数目、性质及机构特性。建立了运动学反解模型,并分别推导出驱动空间和关节空间的速度雅克比矩阵。以两个雅克比矩阵条件数为基础,提出了一种带权重的混合条件数,用于综合评价机构的力传递与运动传递性能。以混合条件数最小为尺度综合目标,先通过单调性分析得到结构参数的取值区间,再应用粒子群优化算法获得一组最优结构参数,为样机加工和其他混联支路并联机构尺度综合提供参考。该新型腿部机构动力源统一后置,便于集中防护,驱动空间具有驱动置换功能和半解耦特性,便于实现位姿控制,在核辐射、高温等恶劣环境下有着良好的应用前景。 展开更多
关键词 核机器人 混联支路 运动学分析 尺度综合 步行机器人
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红花果球喂入分距机构的设计及运动学分析
12
作者 董建华 葛云 +3 位作者 楚世哲 郑一江 曾海峰 郭道道 《石河子大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第1期22-29,共8页
针对红花采摘机器人末端执行器采摘时由于红花果球挤拢后分散间距小、互相遮挡而使定位不准确的问题,提出一种在红花植株喂入阶段同时对果球进行疏散分距的方法,设计了一种红花果球喂入分距机构,并对机构的主体结构与结构参数进行设计... 针对红花采摘机器人末端执行器采摘时由于红花果球挤拢后分散间距小、互相遮挡而使定位不准确的问题,提出一种在红花植株喂入阶段同时对果球进行疏散分距的方法,设计了一种红花果球喂入分距机构,并对机构的主体结构与结构参数进行设计和机构运动学分析,结果表明:整个运动期间,机构运行速度和加速度无瞬时突变,运动平稳可靠,满足设计要求。搭建了红花果球喂入分距性能试验台,并进行试验,结果表明:采用喂入分距作业可减少红花果球的遮挡,分距合格率为92.33%,果球遮挡率为3.15%,植株和果球损伤的比例分别为0.64%和1.05%,该喂入分距机构有效增加了夹持挤拢操作后的相邻红花果球间距,使红花果球呈平面条带状规整排列,降低采摘难度。研究可为红花机械化采摘提供理论依据。 展开更多
关键词 红花果球 喂入 分距 机构设计 运动学分析
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基于Matlab的8R机械臂运动学分析与仿真 被引量：5
13
作者 任建华 王键 冯泽民 《制造技术与机床》 北大核心 2024年第6期37-43,共7页
为了使凿岩机械臂快速精确到达预定姿态,文章以8R机械臂为研究对象,基于改进D-H方法建立其关节坐标系并推导出凿岩机械臂的运动学方程,在Matlab中利用工具箱函数通过编程建立其运动学模型,通过代入位姿角度验证求解的正逆运动学的准确... 为了使凿岩机械臂快速精确到达预定姿态,文章以8R机械臂为研究对象,基于改进D-H方法建立其关节坐标系并推导出凿岩机械臂的运动学方程,在Matlab中利用工具箱函数通过编程建立其运动学模型,通过代入位姿角度验证求解的正逆运动学的准确性。利用蒙特卡洛算法模拟机械臂实际工作空间并对机械臂不同位形间的关节角度进行轨迹规划仿真,仿真出的工作空间图形和路径点位形处的关节位置、速度、加速度曲线结果都能满足机械臂进行凿岩的工作需求,为后面机械臂的孔序规划和动力学分析奠定了基础。 展开更多
关键词 凿岩机械臂 运动学分析 MATLAB 工作空间 轨迹规划
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小学生正常坐姿下脊柱屈伸的运动学分析
14
作者 姜琼琼 金光冉 +2 位作者 叶晨丹 梁雨雯 裘琴儿 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期503-503,共1页
目的根据国家标准课桌各型号对应的身高参照表,探究不同高度课桌对小学生正常坐姿时脊柱角度的影响。方法测试对象为身高157 cm小学生,采用高中低3种桌面高度分别为730、700、670 mm。采用VICON三维光学捕捉系统,在受试者脊柱贴有21个m... 目的根据国家标准课桌各型号对应的身高参照表,探究不同高度课桌对小学生正常坐姿时脊柱角度的影响。方法测试对象为身高157 cm小学生,采用高中低3种桌面高度分别为730、700、670 mm。采用VICON三维光学捕捉系统,在受试者脊柱贴有21个mark反光点,进行数据采集。利用opensim软件进行脊柱模型缩放和参数计算,通过MATLAB导出数据,再导入SPSS进行单因素方差分析,显著性水平设定为P<0.05。结果各高度关节屈伸角度存在差异具有统计学意义。腰椎L1-S1和胸椎T6-T11关节屈伸角度(P<0.05)存在显著差异,T11_T12_FE、T5_T6_FE、T4_T5_FE、T3_T4_FE、T2_T3_FE、T1_T2_FE、T1-head_neck_FE(P>0.05),进行Tukey HSD法两两比较后发现,L4_L5_FE、L2_L3_FE、L1_L2_FE、T12_L1_FE、T10_T11_FE、T8_T9_FE中低与中高高度,T9_T10_FE、T7_T8_FE中高高度,L5_S1_FE、T6_T7_FE、L5_S1_FE中低高度比较均有显著差异(P<0.05),其中L5_S1_FE的高低、高中比较未显示统计学差异(P=1.000);L3_L4_FE的高中低间比较(P<0.05);T11_T12_FE、T1-T6FE、T1_head_neck_FE3种高度比较未显示统计学意义(P>0.05)。结论小学生在不同高度的桌面学习可能影响脊柱。发现在700mm和730mm高度下,脊柱关节角度有显著差异,特别是在L1_S1_FE、T12_L1_FE、T6_T11_FE和L1_L5_FE、T6_T10_FE、T11_T12_FE方面。不适宜的桌面高度可能与学生身高不匹配,长期这样学习可能导致坐姿不良和脊柱问题。学校和家长应根据学生身高调整课桌高度,促进脊柱健康,预防脊柱疾病。 展开更多
关键词 学生身高 单因素方差分析 运动学分析 脊柱疾病 参照表 数据采集 显著性水平 测试对象
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新型桩架多级变幅机构运动学分析
15
作者 邓华成 康辉梅 +1 位作者 朱振新 唐溪林 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期784-792,共9页
为了改善桩架的受力情况,提出了一种新型桩架多级变幅机构。该机构能有效减小前液压缸的弯矩,提高桩架在作业时的稳定性。首先,建立了空间坐标系,分析了该机构空间位置的正解和反解,继而推导出速度雅可比矩阵和加速度海森矩阵,得到了该... 为了改善桩架的受力情况,提出了一种新型桩架多级变幅机构。该机构能有效减小前液压缸的弯矩,提高桩架在作业时的稳定性。首先,建立了空间坐标系,分析了该机构空间位置的正解和反解,继而推导出速度雅可比矩阵和加速度海森矩阵,得到了该机构的运动学模型;其次,根据变幅条件设定了机构参数和液压缸位移函数后,采用MATLAB软件分析了机构的运动特性,确定了液压缸收缩动作的衔接方式,并进一步分析了机构参数对变幅运动的影响;最后,将机构变幅运动的ADAMS仿真结果与理论分析结果进行对比。结果表明:所构建的多级变幅机构的运动学模型正确;机构可以平稳地将立柱从水平变幅至竖直,变幅过程中滑块始终上移,变幅后连杆与前液压缸垂直;在前液压缸减速收缩的同时进行后液压缸加速收缩有利于变幅平稳。研究结果可为新型桩架多级变幅机构的动力学分析和优化设计提供参考。 展开更多
关键词 桩架 变幅机构 运动学分析 参数设计 仿真
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一种复合驱动并联机构的设计与运动学分析 被引量：1
16
作者 吴孟丽 吕东洋 +2 位作者 林玉飞 王旭浩 陈莫 《机械设计》 CSCD 北大核心 2024年第5期121-130,共10页
提出了一种新型的5自由度复合驱动并联机构,并对其进行了运动学分析。首先,根据复合驱动并联机构的构型特点,开展了伴随运动分析,推导得到了位置逆解计算公式;其次,通过分析动平台上一组点的线速度分量与驱动速度间的映射,推导出5×... 提出了一种新型的5自由度复合驱动并联机构,并对其进行了运动学分析。首先,根据复合驱动并联机构的构型特点,开展了伴随运动分析,推导得到了位置逆解计算公式;其次,通过分析动平台上一组点的线速度分量与驱动速度间的映射,推导出5×5齐次量纲的雅可比矩阵;采用离散法计算机构的可达工作空间,根据灵活度指标,即条件数的倒数在可达工作空间的分布情况,确定了许用工作空间位置;然后,通过分析最大压力角在机构许用工作空间中的分布情况和驱动力与机构末端受力之间的映射关系,完成了并联机构的奇异性分析;最后,基于MATLAB和ADAMS软件进行了运动学仿真验证。所述工作为下一代样机的优化设计提供了理论基础。 展开更多
关键词 复合驱动 并联机构 运动学分析 奇异性分析
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反铲液压挖掘机运动学分析及轨迹规划
17
作者 蔡敢为 田军伟 +1 位作者 王芬 齐港 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第10期235-241,共7页
这城以某型反铲液压挖掘机为研究对象,用螺旋理论对挖掘机进行了自由度分析,对挖掘机进行了参数建模,并基于螺旋理论、微分及对位置方程直接求导的三种方法对挖掘机进行了速度加速度分析,并给出了求解速度加速度的算例,最后求解了挖掘... 这城以某型反铲液压挖掘机为研究对象,用螺旋理论对挖掘机进行了自由度分析,对挖掘机进行了参数建模,并基于螺旋理论、微分及对位置方程直接求导的三种方法对挖掘机进行了速度加速度分析,并给出了求解速度加速度的算例,最后求解了挖掘机的工作空间;挖掘机实际工作过程中,由于土壤环境的复杂性,为保证挖掘机平稳连续的工作,在一定运动学约束范围下提出了一种基于粒子群算法的无障碍最优时间轨迹规划;文章进行了挖掘机的Adams仿真实验,对Matlab中进行的数值轨迹规划进行了仿真,结果证明了Matlab中轨迹规划的正确性。文章为反铲液压挖掘机的设计提供了一种参考,提出的无障碍最优时间多项式插值规迹规划在避障的同时节省了工作时间,使挖掘机能更加高效平稳的工作。 展开更多
关键词 挖掘机 螺旋理论 运动学分析 规迹规划 仿真实验
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可重构踝关节康复并联机器人构型及其运动学分析
18
作者 贾维涵 刘承磊 +3 位作者 黄金安 张鹏程 宋井科 张建军 《机械设计》 CSCD 北大核心 2024年第12期24-30,共7页
鉴于目前踝关节康复并联机器人存在耦合程度高及康复模式单一的问题,难以满足患者主动康复需求。文中从踝关节运动解剖学机理着手,首先,将踝关节康复需求映射到Plücker坐标系中,得出患者主动康复需求运动螺旋;其次,设计可重构踝关... 鉴于目前踝关节康复并联机器人存在耦合程度高及康复模式单一的问题,难以满足患者主动康复需求。文中从踝关节运动解剖学机理着手,首先,将踝关节康复需求映射到Plücker坐标系中,得出患者主动康复需求运动螺旋;其次,设计可重构踝关节康复并联机器人构型,并基于螺旋理论验证该机构自由度与所需运动螺旋的一致性;然后,通过D-H法计算该机构运动学正反解;最后,求解该机构的雅可比矩阵,并进行奇异位形分析。结果表明:在康复工作空间内该机构无位姿奇异,运动学性能良好。 展开更多
关键词 踝关节康复 并联机构 可重构机构 运动学分析 主动康复
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青少年跳台滑雪运动员起跳阶段运动学分析研究
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作者 王浩 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期574-574,共1页
目的研究青少年跳台滑雪运动员台上起跳的各运动学参数与飞行距离之间的相关性,从而厘清起跳阶段影响飞行距离的因素。方法基于NLT空间标定技术,使用2台工业相机同步采集8名青少年运动员台上起跳全过程视频数据各3组,采用FASTMOVE无标... 目的研究青少年跳台滑雪运动员台上起跳的各运动学参数与飞行距离之间的相关性,从而厘清起跳阶段影响飞行距离的因素。方法基于NLT空间标定技术,使用2台工业相机同步采集8名青少年运动员台上起跳全过程视频数据各3组,采用FASTMOVE无标记点三维运动分析系统解析并获取运动学数据,对运动员起跳开始、离台和结束时刻的下肢各关节角度、角速度及重心速度与飞行距离进行Pearson相关性分析。结果起跳开始时刻,左侧髋关节角度与飞行距离之间呈显著负相关关系(r=-0.918,P<0.01),助滑速度与飞行距离之间呈正相关关系(r=0.821,P<0.05)。离台时刻,两侧踝关节角度与飞行距离呈负相关关系(左踝:r=-0.892,P<0.01;右踝:r=-0.783,P<0.05),离台速度与飞行距离呈显著正相关关系(r=0.855,P<0.01)。起跳结束时刻,躯干前倾角与飞行距离呈显著负相关关系(r=-0.976,P<0.01)。在起跳阶段,右侧膝关节伸展幅度、左侧膝关节峰值角速度及重心垂直峰值速度与飞行距离呈正相关关系(r=0.783,P<0.05;r=0.836,P<0.05;r=0.904,P<0.01)。结论运动员在助滑阶段降低髋关节角度有利于提高助滑速度从而提高飞行距离;运动员在起跳过程中,减少躯干及踝关节的伸展,主要依靠膝关节的快速蹬伸有利于提高离台速度和重心垂直速度从而提高飞行距离。 展开更多
关键词 起跳阶段 飞行距离 起跳过程 青少年运动员 蹬伸 运动学参数 运动学分析 关节角度
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基于自转一阶非连续式微球双平盘研磨的运动学分析与实验研究
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作者 吕迅 李媛媛 +3 位作者 欧阳洋 焦荣辉 王君 杨雨泽 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期133-144,共12页
目的分析不同研磨压力、下研磨盘转速、保持架偏心距和固着磨料粒度对微球精度的影响,确定自转一阶非连续式双平面研磨方式在加工GCr15轴承钢球时的最优研磨参数,提高微球的形状精度和表面质量。方法首先对自转一阶非连续式双平盘研磨... 目的分析不同研磨压力、下研磨盘转速、保持架偏心距和固着磨料粒度对微球精度的影响,确定自转一阶非连续式双平面研磨方式在加工GCr15轴承钢球时的最优研磨参数,提高微球的形状精度和表面质量。方法首先对自转一阶非连续式双平盘研磨方式微球进行运动学分析,引入滑动比衡量微球在不同摩擦因数区域的运动状态,建立自转一阶非连续式双平盘研磨方式下的微球轨迹仿真模型,利用MATLAB对研磨轨迹进行仿真,分析滑动比对研磨轨迹包络情况的影响。搭建自转一阶非连续式微球双平面研磨方式的实验平台,采用单因素实验分析主要研磨参数对微球精度的影响,得到考虑圆度和表面粗糙度的最优参数组合。结果实验结果表明,在研磨压力为0.10 N、下研磨盘转速为20 r/min、保持架偏心距为90 mm、固着磨料粒度为3000目时,微球圆度由研磨前的1.14μm下降至0.25μm,表面粗糙度由0.1291μm下降至0.0290μm。结论在自转一阶非连续式微球双平盘研磨方式下,微球自转轴方位角发生突变,使研磨轨迹全覆盖在球坯表面。随着研磨压力、下研磨盘转速、保持架偏心距的增大,微球圆度和表面粗糙度呈现先降低后升高的趋势。随着研磨压力与下研磨盘转速的增大,材料去除速率不断增大,随着保持架偏心距的增大,材料去除速率降低。随着固着磨料粒度的减小,微球的圆度和表面粗糙度降低,材料去除速率降低。 展开更多
关键词 自转一阶非连续 双平盘研磨 微球 运动学分析 研磨轨迹 研磨参数
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