摘要：针对机械联接的自由度与约束问题,研究了运动学传动设计的旋量方法,给出了点接触约束与自由度旋量的数学描述及相互关系,并从几何角度阐述了旋量系的对偶性。以丝杠与直线平台的过约束联接为例,将力偶约束转化为等价的点接触约束,进而应用旋量系理论提出了一种新型运动学传动联接。该联接具有结构简单、便于装配的优点,同时具有更加紧凑的结构环,在机械工程领域具有广泛应用。

摘要：对偶四元数是统一描述一般性刚体运动的最简洁和最有效的数学工具,它的更新计算需要利用没有冗余约束的螺旋矢量来实现。螺旋矢量微分方程与旋转矢量微分方程具有相同的结构形式,借鉴后者的优化求解方法,设计了螺旋矢量的优化算法求解方案。选取经典螺旋运动作为运动环境,分析不可交换性误差产生的原因,在定义了误差准则的基础上,推导了螺旋矢量优化求解过程,求出了各子样优化算法的系数。结果表明,螺旋矢量优化算法系数的对偶部为零,实部与相应子样数旋转矢量优化算法的系数相同,验证了公认观点的正确性。

摘要：针对火箭、飞机以及船舶等设备的管路系统,因制造与装配中偏差累积引起的系统装配效率低和可靠性下降等问题,研究空间管路装配中来源于管件成型和焊接变形的偏差形式,建立基于旋量的偏差表征,改进基于指数积公式的偏差传递模型,提出关键特征坐标误差指标(KCCE)评价偏差传递模型预测精度,实现完整的空间管路装配偏差传递建模:以三维空间管路为案例进行装配偏差传递建模与分析,结果表明:基于旋量的偏差表征方式适用于空间管路装配,改进后的空间管路装配偏差传递模型预测精度更高。

摘要：针对等离子机器人位姿分离算法精度不足及旋量理论计算复杂的缺点,提出一种位姿分离算法结合旋量理论的新算法。位姿分离算法虽然计算简单、但是位置关节对姿态关节的误差影响较大,容易导致等离子喷枪距离参数出现不稳定的情况,从而影响等离子表面改性质量的好坏。旋量理论虽然具有较高的计算精度,但是计算复杂,不太适合应用于对实时性要求很高的场合。位姿分离结合旋量理论的新算法首先在腕点位置矢量基础上利用位姿分离算法求解等离子机器人的位置关节逆解,然后利用位置关节逆解和旋量理论求解机器人的姿态逆解,一方面保证了等离子机器人的计算简洁性,另一方面也保证了逆运动学的求解精度。最后通过等离子表面改性试验验证了所论算法的正确性。

摘要：目的提出一种新型可重构5R机构,改变5R机构机架的尺寸和位置,提高基于5R机构设计的折箱设备和对不同加工作业的适应性。方法使用螺旋副提供驱动而改变定平台的位置和等效尺寸,从而实现机构的重构,得到一种新型的5R并联机构。使用旋量理论对此机构进行速度分析。结果得到了这种新型5R机构的输入-输出速度关系表达式,使用矢量法和旋量工具,进行了对比验证,两者结果一致。结论旋量理论在进行速度分析时,物理意义明确,求解模式统一,使用方便。通过对此新型并联机构进行运动学分析,可为该机构的优化设计、尺度综合、动力学分析提供理论基础。

摘要：提出了一种基于旋量理论以及图论的可重构机器的模块化设计方法。该方法通过对已知加工任务的分析,建立实现该任务的可重构机器的拓扑构型,同时利用机械模块库生成一系列可选择的可重构机器。设计方法主要由数学模型建立模块、任务分析模块、拓扑构型模块和机械模块的选择模块4部分组成。并根据上述方法,对可重构机器进行软件建模。