摘要：为了在机器人辅助远程介入手术中实现向医生提供高精度的力反馈,设计了一种具有力检测机制的新型血管介入手术机器人,其是一个主从控制系统,包括一个操作方便的主端装置和一个递送导丝/导管的从端装置。首先,设计了血管介入手术机器人的力检测机制,以实现轴向近端力的精准测量和径向夹紧力的感知。然后,基于血管介入手术机器人的动力学分析,设计了具有在线整定参数功能的模糊PID (proportional integral derivative,比例积分微分)控制器,以提高从端装置的递送精度和抗干扰能力,同时选择阶跃信号对所设计的模糊PID控制器进行仿真验证。最后,搭建血管介入手术机器人物理样机,并开展主从运动跟踪实验和轴向近端力、径向夹紧力检测评估实验。实验结果表明,该血管介入手术机器人具有[-0.31, 0.25] mm的运动跟踪误差,可检测平均误差为0.12 N的轴向近端力以及可感知0.47~4 N的径向夹紧力。研究结果验证了所设计血管介入手术机器人的鲁棒性以及其力检测机制的可行性,可为同类产品的设计和改进提供参考依据。

摘要：提出了一种新型的四自由度3T1R并联机构——2PPaPaR并联机构,该机构具有结构简单、构型对称、工作空间大、定位精度高、灵巧度好等特点,可广泛应用于分拣、搬运以及包装等操作中。基于螺旋理论验证了该机构自由度的数目和种类,通过对其构型进行分析,基于闭环矢量法求得运动学正逆解模型,并利用正逆解算例进行了验证,以运动学逆解作为约束条件,基于数值法计算出该并联机构的工作空间。对机构的输入和输出速度特性进行分析,建立了机构雅可比矩阵,并基于此分析了该机构的奇异位形,给出了几种典型的奇异构型。以可达工作空间、定位精度和可操作度三种性能评价指标为目标函数,采用粒子群算法对机构几何尺寸参数进行优化设计,对比发现,优化后机构的运动性能有了明显的提高,从而为后续样机搭建提供了参考。

摘要：对煤尘清扫机设计中有关除尘系统构成的方案、工作原理及特性等问题进行了探讨。

摘要：为解决Exechon机器人装配要求高、存在冗余约束而导致制造成本过高的问题,基于Exechon机床的并联部分设计其变异机构RPU-SPR-SPU(R-转动副、P-移动副、U-虎克铰、S-球副).应用螺旋理论计算新机构的自由度,采用矢量法求机构位置反解.考虑到新机构与原机构相比,刚度可能会有所降低,采用虚拟关节法求出机构刚度的数学模型,并且与有限元静力学分析的结果进行对比,验证公式的正确性.根据运动学反解在固定的工作平面上求出刚度分布情况,分析机构位型对刚度的影响.研究结果表明:RPU-SPR-SPU机构具有无冗余约束、装配简单等优点,刚度特性良好.

摘要：在机械零部件的设计中,装配是非常重要的一步。传统的装配是利用多次试装配的方法来达到装配的要求,开发成本很高。基于Pro/E的机械零件虚拟装配有效地解决了这一问题,缩短了开发周期,提高了生产效率,以具体实例研究了机械零件的虚拟装配方法。

摘要：采煤机的滚筒是一个带有螺旋叶片的圆柱体,截齿装在螺旋叶片上的齿座中.工作时,滚筒转动并作径向移动,截割破碎煤炭,再由螺旋叶片把煤沿滚筒的轴线方向推运出来,装进工作面运输机.叶片是螺旋滚筒的主要构件,承受着截煤和装煤载荷.因此,应合理地确定其结构尺寸,使之既能满足生产要求,又能减轻重量.本文在用有限元法分析螺旋叶片强度的基础上,对叶片厚度进行了优化设计.

摘要：根据少自由度并联机构应用广泛的优点,提出了一种3T1R并联机构,该机构具有构型简单、结构对称、定位精度高等特点,可应用于小范围的精密操作,或者是大范围的搬运、分拣以及喷涂等领域。基于方位特征方程的拓扑分析理论,对该并联机构完成了自由度种类以及数目的分析与验证;基于闭环矢量法完成了运动学模型建立,并通过位置正逆解算例验证了运动学的合理性。基于位置逆解方程利用极限边界搜索法分析了3T1R并联机构可达工作空间;通过速度分析建立了速度雅可比矩阵,并根据该矩阵分析机构的定位精度与可操作度性能指标。利用主成分分析(PCA)与粒子群算法(PSO)对3个性能指标进行优化设计,并对优化结果进行了分析,最终优化后可达工作空间体积从0.2933m3提高到0.4231m3,定位精度误差放大因子从15.5044减小至4.4308,可操作度指数从9.7027减小至1.3996。

摘要：为使复杂工况下运行的SUV汽车在满足各项性能要求的基础上实现轻量化,以汽车转向节为研究对象,利用变密度连续体结构拓扑优化与折衷规划法相结合来建立多目标优化函数模型,利用层次分析法确定各子目标的权重,进行多目标拓扑优化,得到了材料的理想分布.优化前后的转向节静动态特性对比分析表明,采用多目标拓扑优化方法设计的汽车转向节在轻量化的基础上提高了其结构的刚度和固有频率,实现了多目标同时优化.

摘要：简单介绍了顺序功能图的基础知识,并以机械手控制为例,利用顺序功能图的方法设计其梯形图。与传统的设计方法相比具有简单、直观、逻辑性强等特点,提高了编程的效率。

摘要：提出一种新型3-PUU并联机构,对该并联机构进行运动学分析,得到了3-PUU并联机构的运动学反解,在此基础上,分析了移动副和虎克铰对工作空间的限制。采用三维极限搜索法求解了工作空间。对该并联机构的工作空间进行了优化分析,为并联机构的构型设计和进一步研究奠定了基础。研究结果表明,该种机构具有较好的实际应用前景。