摘要：Heavy-load transfer robots are widely used in automobile production and machinery manufacturing to improve production *** order to meet the needs of large billet transfer,a 4-DOF transfer robot is designed in this paper,which consists of parallel four-bar *** Jacobian matrix referring to the mapping matrix from the joint velocity to the operating space velocity of the transfer robot can be solved by the differential-vector *** mean value of the Jacobian matrix condition number in the workspace is used as the global performance index of the robot velocity and the optimization *** constraint condition is established based on the actual working *** the linkage length optimization is carried out to decrease the length of the linkage and to increase the global performance index of *** total length of robot rods is reduced by 6.12%.The global performance index of velocity is improved by 45.15%.Taking the optimized rod length as the mechanism parameter,the distribution of the motion space of the transfer robot is ***,the results show that the proposed method for establishing the Jacobian matrix of the lower-mobility robot and for the optimization of the rods based on the velocity global performance index is accurate and *** workspace distribution of the robot meets the design requirements.

摘要：为更好地研究天线索网结构对展开态形面精度的影响机理,针对六棱柱模块化天线构型,提出一种六边形索网结构高精度几何设计方法。首先,根据支撑结构特点、工作波段及天线形面方程等参数,开展了天线索网构型设计,建立了形面精度与索长、索段等分数间的参数化模型,并基于机器人学齐次坐标变换理论,建立了考虑悬垂效应的边界节点数学模型;其次,以实际应用工程案例作为比较,对上述模型进行了验证,并在六棱柱单模块样机上对索网结构进行了实物研制,对误差进行了分析与研究;最后,开展了多参数影响分析,研究了展开口径、抛物面方程、网格密度等参数对形面精度的影响规律。研究结果表明:索段实测绝对误差均值约为4.9 mm,相对误差均值约为3.38%,实测值与理论值吻合良好;索网形面误差减小的趋势随着索段密度的增加相对变缓;采用增大反射面焦距、降低天线口径等方式可有效改善索网精度。该研究可为后续索网结构找形分析、形面精度调整及同类天线索网结构的研究等提供借鉴与参考。

摘要：可展开天线机构是网面可展开天线的关键组成部分,对天线展开后结构的稳定性和刚度具有重要影响。针对空间可展开天线大型化、高收纳率、高精度化发展趋势,设计了一种辐射肋式空间可展开天线机构新构型。首先,开展了天线整体结构设计,根据结构组成进行尺寸计算并建立了结构的三维模型;然后,采用数值仿真软件开展了机构运动学仿真研究,并分析了运动的变化规律;最后,建立了有限元模型,开展了结构模态分析。研究结果表明,所提出的机构能够实现由收拢至展开的运动变化,展开过程中机构具有良好的同步性,构件间无干涉,验证了结构方案及原理的正确性和可行性。研究结果对于空间可展开天线基础理论及工程应用等具有较高的参考价值。

摘要：空间环形张拉机构是实现天线口径大型化的理想结构形式之一。为了研究环形张拉结构的动力学特性,首先介绍空间环形张拉结构的系统组成,然后对张拉结构的环形桁架进行了运动学分析。根据铰链节点的展开速度,对其展开过程进行运动规划。然后基于运动学结果建立环形桁架机构的动力学模型,通过牛顿—欧拉公式综合考虑了斜拉索索力、关节摩擦阻尼及关节锁紧力矩对动力学特性的影响,分析当机构采用无源驱动时,对斜拉索索力的影响规律。以斜拉索索力变化偏差均值及最大索力值最小为优化目标,对采用的弹簧驱动进行了优化设计,其中优化后的弹簧刚度降低了24.5%,拉索张力偏差均值及索拉力峰值分别降低了45.2%和41.6%。最后研制了缩比原理样机,进行动力学试验,通过试验结果验证了动力学分析方法的正确性。

摘要：The stable grasping gesture of a novel cable-driven robotic hand is analyzed. The robotic hand is underactuated, using tendon-pulley transmission and a parallel four-linkage mechanism to realize grasp. The structure design and a basic grasping strategy of one finger was introduced. According to the established round object enveloping grasp model, the relationship between the contacting and driving forces in a finger and stable grasping conditions were expounded. A method of interpolation and iteration was proposed to obtain the stable grasping gesture of the cable-driven hand grasping a round target. Quasi-statics analysis in ADAMS validated the variation of grasping forces, which illustrated the feasibility and validity of the proposed analytical method. Three basic types of grasping gestures of the underactuated hand were obtained on the basis of the relationship between the contact forces and position of a grasped object.

摘要：面向星载大口径薄膜天线在轨展开需求,开展高型面精度、大口径、轻量化和大折展比的空间薄膜天线人形杆折展机构创新设计及其动力学特性研究。提出一种带有径向预紧的人形杆单侧驱动机构,通过一个电机同时驱动滚筒和丝杠运动,当人形杆完全展开时径向预紧机构得到触发,实现人形杆根部的夹紧,从而提高整个薄膜天线展开状态的刚度和型面精度。对该机构缠绕过程的运动学和收拢状态的动力学分别进行仿真;加工出人形杆单侧驱动机构原理样机,对其收拢和展开进行功能性试验,测量在缠绕过程中人形杆的力矩,并对单侧驱动机构收拢状态整体结构进行模态分析。经试验验证,缠绕过程中有限元仿真模型力矩的准确性,为空间大型轻质薄膜天线人形杆展开机构的航天工程应用提供理论支撑。

摘要：为了满足空间任务需要,对可折展薄膜天线应用需求非常迫切,且朝着大展收比、高精度化、轻质化的方向发展。提出一种百米级多超弹性铰链抛物柱面天线折展机构,该机构主要由超弹性铰链、三棱柱伸展臂、横向折展肋、同步铰链和索网组成;三棱柱伸展臂能够进行纵向折展,横向肋进行横向二次折展。该机构采用模块化设计,依靠横向和纵向分布的超弹性铰链弯曲变形时存储的弹性势能实现展开和锁定,具有无源驱动的特点。考虑了超弹性铰链和绳索的非线性影响对该机构进行静刚度分析;采用位移坐标分析法和拉格朗日方程,分别建立了横向肋展开、三棱柱伸展臂纵向展开的运动学模型,为抛物柱面天线折展机构的宇航应用提供了理论基础。

摘要：提出了一种基于Kresling和Miura折痕的混合型三指机械手,该手具有抓取范围大、结构简单和灵活性高的特点。首先,对Kresling折痕进行几何分析,建立了Kresling折痕参数与应变能之间的关系方程。利用坐标法建立了多层Miura折纸单元的力矩与指节长宽比之间的关系方程;在此基础上利用虚功原理建立了混合型单元的各个参数之间关系的数学模型,并采用D-H(Denavit-Hartenberg)坐标法计算出末端点的分布来确定机械手的工作空间;采用力矩平衡的方法,分析了机械手对圆柱体和长方体分别进行指尖抓取和包络抓取的情况,得出了各接触力与各关节角之间的关系。

摘要：为了满足航天工程对空间伸展臂的需求,利用张拉整体结构轻质、刚度可调、稳定性好以及易于折展的特性设计了2种空间伸展臂。首先基于基结构法与混合整数线性规划法对张拉整体式伸展臂结构单元拓扑找形,得到多种单元构型。随后依据改进型麦克斯韦尔准则,利用结构平衡矩阵奇异值分解法完成各单元构型的稳定性判定和刚度比较,优选得到2种单元构型,并结合模块化设计思想,分别轴向拓扑得到2种张拉整体式伸展臂。最后分别建立张拉整体式伸展臂的有限元模型,分析探讨了索构件预应力水平、约束方式以及构件横截面积等因素对伸展臂弯曲刚度的影响以及不同情形下2种伸展臂的刚度大小关系。该研究结果提供了张拉整体式空间伸展臂的选取方案,并对提高伸展臂承载能力提供了一定的理论支持。

摘要：近年来,在轨服务技术日趋成熟,因此在空间技术研究领域在轨组装受到了较高的关注度。研究了一种大折展比高刚度索杆张拉式六棱柱组装单元及三爪式对接接口机构,并对其运动学及动力学特性进行了研究。首先,提出并设计了一种新型的空间结构组装单元和一种结构为三爪式的对接接口,进行在轨组装时可应用该接口。接着,分析了空间结构组装单元的运动学特性,验证了组装单元具有良好的展开与锁定功能。最终,通过对大型结构体模型进行有限元分析,发现了结构体的基频受到多个参数的影响,通过进一步的分析得到了具体的影响关系和灵敏度,为在轨组装空间大型结构体的设计奠定了基础。