摘要：现代工业对工业机器人性能和成本的要求越来越高,传统基于经验的设计方法导致结构冗余质量多、成本高,不能满足个性化、轻量化和低成本的要求。文中以工业机器人操作臂为例,借助基于变密度法的拓扑优化方法和PolyNURBS建模方法,设计了一种适用于3D打印的新型操作臂结构,实现了大幅度减重。针对优化设计的操作臂结构,在典型工况条件下开展了有限元强度分析,结构各部位应力值均满足设计要求。根据操作臂需反复工作的特点,依据修正的Goodman疲劳极限线图对其疲劳特性进行了评估,结果表明操作臂结构满足疲劳性能要求。文中使用的设计方法对工业机器人的机械结构设计具有重要的推广价值。

摘要：针对以前设计的风洞捕获六自由度机构不能满足现在行程的要求,提出了一种新型串并混联六自由度机构;同时对于D-H法不能针对所有机构建立运动学方程,应用基本坐标变换和D-H法联合对该整体机构建立了运动学的正解方程,并对机构在不同姿态工况下进行有限元分析;采用蒙特卡洛法分析其工作空间,并用SimMechanics中的仿真法进行对比,验证了运动模型与工作空间的正确性,结果表明在满足结构强度和刚度的条件下,使得X向和Y向行程提高4倍,Z向行程提高了4.8倍。

摘要：为提升风洞捕获轨迹试验的水平,设计了一套模拟外挂物从母机分离运动轨迹特性的六自由度机构。通过D-H法进行运动学分析,建立该机构运动学方程,利用解析法对机构进行逆运动学求解。采用微分传递法建立基于D-H参数的静态误差模型,推导出末端外挂物模型位姿误差与D-H参数误差之间的数学表达式,然后采用奇异值分解改进的最小二乘法进行迭代求解辨识出参数误差,在此基础上随机选取100组位姿数据,分析比较了补偿前与补偿后的位置误差,结果表明经过参数辨识后的补偿法能够有效地提高六自由度机构末端的定位精度。

摘要：为了增大飞行器速度,改善总体性能,提高运载能力,发动机完成任务后需要和头部分离以减小负载,需要反推火箭产生一个同火箭运动方向相反的力使分离顺利完成[1]。反推火箭安装于尾舱中,尾舱和发动机整体分离,在舱段分离之前,反推火箭的口盖需首先完成与尾舱分离。分离过程环境复杂、条件恶劣,所以需提高分离时的可靠性和精确性。本文针对反推火箭口盖分离的情况,设计了一种可靠的分离方案,并对其进行了最优化分析。通过分离状态的模拟仿真和地面分离试验,结合试验后口盖的破坏情况及分离状态,完成了反推火箭口盖的可靠性分析,为结构可靠性设计积累了数据。