基于ADAMS/Insight的六连杆冲压机构的仿真优化设计

为满足机构低耗能、传动效率高、运动平稳等多重要求,针对六连杆冲压机构进行优化设计。通过对六连杆冲压机构工作原理和工作情况的分析, 确定设计变量, 建立目标函数和约束条件,提出了以驱动曲柄耗功、工作段压力角最大值及加速度绝对值的最大值最小为目标函数,在ADAMS/Insight中应用统一目标线性加权和法,对机构进行了多目标优化设计。仿真结果表明,冲压机构的驱动曲柄耗功经过优化后减小了60.17%,压力角减小了70.25%,加速度绝对值的最大值减小了61.07%;优化效果明显。     

插齿机主传动机构的运动学仿真与优化设计

应用虚拟样机技术和机械系统动力学仿真分析软件ADAMS建立了两种插齿机（瓦特型六杆机构）主传动机构的模型，对两者进行了运动学仿真，以插齿刀在工作区间速度平稳性为目标，分别对两个模型进行了优化设计，阐明了ADAMS对插齿机主传动机构进行运动学仿真及优化的优点，并分析和比较了两种模型的性能特点．     

平面凸轮机构的优化设计——计算机辅助设计

机构的优化设计近年来得到了迅速的发展。凸轮机构由于广泛被应用于各种自动机械及轻工机械中,也提出了优化设计及计算机辅助设计的问题。 国内外的凸轮机构优化设计的目标函数大致有:直动从动件的最佳偏置量;从动件与凸轮间的最大接触应力最小;传动中的最大压力角最小以及体积最小等等。 本文从考虑凸轮机构的传动效率最佳为目标函数,将四种平面凸轮机构的优化设计统一起来,采用较新的GRG优化方法(即广义简约梯度法),可以得到凸轮机构传动效率最佳的一组基本参数:基园半径、滚子半径、从动件偏距、从动件导路长度,恳臂长度及摆动从动件的中心距、摆杆长度等。 将凸轮机构优化设计的目标函数定为升程的传动效率最佳,可以兼顾到压力角、接触应力、摩擦影响等各方面因素,比单纯考虑几何压力角,最大接触应力等模型更为合理,更为全面,更符合生产实际。 文中还将凸轮机构优化而得的结果,通过一套几何尺寸计算机程序,可以计算出四种基本类型,七种运动规律的凸轮机构的全部几何尺寸数值。     

衣物自动包装机折叠机构设计与优化

针对目前衣物包装机中折叠衣物部分结构复杂，其控制系统灵敏度、协调能力低下等问题，课题组设计了一种新型衣物折叠机构。首先，基于单驱动多凸轮的传动方式提出了折叠机构的设计方案与工作原理；其次，利用解析法对机构中曲柄滑块以及凸轮轮廓的尺度参数进行分析与确定；最后，通过ADAMS软件对机构进行运动仿真，并对运动过程中的最小传动角进行优化。其优化结果表明：最小传动角相较于优化前增大62%，满足设计要求。对比传统衣物折叠机构，该机构实现了以单个原动件来完成衣物的折叠过程，具有控制效率高，传动性能好和成本低等优点。     

装箱机双四杆机构的动力学仿真分析及结构优化

为了减轻双四杆装箱机机构的质量,以减少实际生产过程中的耗材,采用Pro/E建立了装箱机双四杆机构零件的三维模型,并导入ADAMS软件建立了虚拟样机,然后进行动力学仿真,得到杆的受力数据,接着运用MATLAB软件对这些数据进行处理,分别对其进行抗拉形式和抗弯形式强度分析和校核,最后在满足强度的条件下得到较合理的截面参数和形状。     

机器马行走机构优化设计

本文应用机构优化设计方法，对再现给定机器马行走机构脚轨迹的平面八杆机构进行了尺度综合．文中根据原始设计存在的问题，提出以最佳压力角为追求目标，以满足机构输出为主要约束的数学模型，并求得了机构杆件的最优参数。     

基于改进GA的四杆机构优化分析

选取四杆机构的最小跟踪误差和传动角与直角的偏差最小为其优化目标,建立四杆机构优化模型,并利用遗传算法对四杆机构进行优化分析。对传统遗传算法的交叉概率与变异概率进行了改进,以克服其容易陷入局部最优的缺点。通过实验分析表明,不同的权系数对优化目标具有不同的影响,所提出的改进算法比传统的遗传算法具有较高的跟踪精度和较好的运动性能,更适用于四杆机构的优化。     

平面四杆机构优化及CAD

本文对铰链四杆机构,曲柄滑块机构及曲柄导杆机构三种常用基本型式的四杆机构推导出运动分析解析式,并在此基础上按照连架杆的对应位置函数再现、连杆角位置对应的刚体导引、连杆点的预期轨迹复演等不同形式运动要求建立优化数学模型,籍助此模型即可用优化方法进行机构尺寸的综合。     

R—P导引杆实现预定四位置综合的有解条件及其解

本文对平面四杆机构中的Ｒ－Ｐ导引杆按实现预定的连杆平面四位置作尺度综合的问题，用矩阵法讨论了它的有解条件，同时导出了在有解情况下求其精确解的解析公式。     

真空包装整形装置对合机构的优化设计

针对一种用于分体式整形装置的对合机构,课题组为了减小其运动过程中由于惯性力产生的机械振动,将装置运动简化为曲柄滑块运动。根据对合机构运动的初始和结束状态,利用几何关系建立约束方程使得2滑块运动状态基本一致,再利用解析法对平面机构进行运动学分析,在SolidWorks运动算例中得到滑块的运动特性,并选取2个角度参数验证了数值计算与实际运动相吻合;利用MATLAB优化工具,以曲柄杆长为设计变量,曲柄摆动角度以及压力角大小为约束条件,滑块加速度峰值最小为设计目标,进行优化。结果表明：当曲柄长为100.46 mm时,滑块加速度最大可降低45.33%。     

曲柄群驱动机构连杆断裂研究

针对曲柄群驱动机构实验台连杆桁架中连杆断裂现象,进行受力分析并针对问题提出可调杆件的设计方案。应 用压杆稳定性理论和ANSYS有限元软件对比分析了断裂连杆的临界应力,结果表明结构设计不当造成连杆断裂。最后 优化设计方案,将连杆设计为可调形式的连杆并应用于试验台中,对杆件进行的变形分析验证了优化设计的合理性。     

平面曲柄摇杆机构的优化设计

本文采用几何解析优化法设计平面曲柄摇杆机构.当给定摇杆摆角(?).和行程速度变化系数K,设计最小传动角有最大值的机构时,把多维优化设计问题转化为一维优化设计.并列出了满足工程设计要求的优化性能曲线.     

可调足式机器人腿部机构设计

为实现腿部机构足端轨迹多样化以增强足式机器人地面适应性，同时提高其运动稳定性，课题组基于曲柄摇杆和曲柄滑块机构设计了一种可调整足式机器人腿部机构。采用解析法对该机构进行了运动学分析，建立了以理想的足端轨迹为设计要求的单目标优化模型，考虑了腿部机构运动过程中的平稳性，引入了速度波动指标，以轨迹 速度为设计目标，采用NSGA Ⅱ多目标优化方法对机构进行优化，对优化结果进行了对比分析；基于多目标优化结果建立了腿部机构的足端轨迹库，并进行腿部机构多步态分析；以该腿部机构构建4足机器人三维模型，运用ADAMS对整机进行运动仿真。研究结果表明：多目标优化比单目标优化的轨迹误差增大了0.16%，而速度波动降低了5.84%；多目标优化与已有相关研究相比，速度波动幅值降低了25.44 mm/s。4足机器人三维模型仿真结果验证了可调整腿部机构的设计具有可行性。     

并联式太阳跟踪机构设计与尺寸优化

为实现聚光光伏系统的高效跟踪作业，课题组提出了一种可用于太阳跟踪，且具有刚度高、解耦性好及结构简单特点的2 DOF U RRU RUS并联机构。首先，运用螺旋理论对并联机构的自由度进行了验证；其次，根据并联机构的几何约束条件构建了运动学逆解模型，并通过对速度雅克比矩阵进行分析可知该机构为解耦机构；然后，基于太阳方向角与机构欧拉角的映射关系，采用数值离散搜索法得到了并联机构的工作空间，并提出了一种工作空间评价指标；最后，基于聚光光伏系统对并联跟踪机构的性能要求，以机构的灵巧度和工作空间指标为尺寸优化的目标，采用遗传算法对主动杆、从动杆和动平台的尺寸进行多目标优化。结果表明优化后并联机构的灵巧度和工作空间都有所提升。虽然优化后并联机构的工作空间在高度角为0°~30°的区域并未完全覆盖太阳轨迹区域，但未覆盖的面积集中在一天中辐照度较低的区域。     

仿人关节并串结构位姿求解算法研究

针对用于脑卒中患者上肢的康复训练，针对肩关节和肘关节运动的特点，课题组提出了一种6自由度仿人关节并串机构。该结构是由2种不同位姿并联机构进行并串组合而成，课题组利用Kutzbach Grüble公式对其进行了自由度的求解；采用解析法对该机构进行位姿分析研究，运用了球面三角形余弦定理来分析机构运动中弧形杆弧长不确定的情况；采用分部求解法把整体问题拆分成2个互有关联的部分进行求解。结果表明：与传统的对整体结构直接求解的方法相比，课题组采用的求解算法大大减小了求解的计算量。文中研究的方法适用于同类型位姿分离的并串组合，对其他同类型结构的位姿分析具有参考意义。     

并联机构智能优化设计方法研究

本文分析介绍了近年来兴起的智能优化算法——遗传算法用于并联机构优化设计的基本思想和应用方法，以雅可比矩阵的条件数为优化设计目标，建立了Stewart并联机构结构参数优化设计的数学模型，分别采用两种编码方式优化设计了平台的结构参数，并用MATLAB软件编程，得到了较为合理的结果。     

新型履带式管道机器人变径机构动力学分析与仿真

为提高履带式管道机器人的驱动效率与管道适应性,基于升降机式与滚珠丝杠螺母副式变径机构,提出了一种滚珠丝杠螺母副三角升降式变径机构。设计了变径机构并阐述了其工作原理。通过对变径机构动力学分析与基于虚功原理的驱动特性分析,确定影响驱动电机输出转矩大小的主要参数。利用多体动力学仿真软件ADAMS建立一组变径机构模型并对其进行了动力学仿真分析。仿真结果表明了电机输出转矩与支撑角间的变化关系,为选取合适的电机转矩与支撑角变化范围提供了理论依据。     

高速工业缝纫机送料机构优化设计

为解决某型号高速工业缝纫机存在的送布效率低、易刮伤缝料等问题，课题组对其送料机构进行了参数优化设计。首先通过运动学计算，详细地分析了送料牙在运动过程中倾斜角度与主轴电机转角的函数关系；然后通过软件编程分析计算，获得送料机构零件参数的最优解；在此基础上，对其进行功能样机测试。结果表明：参数优化后的送料牙出、入针板时牙齿倾斜角度由原来的1.14°和1.30°分别减少至0.15°和0.02°，与理论计算结果相符。优化后的送料机构运行更加可靠，提高了缝纫机送布效率。     

Proe运动仿真功能在实验教学中的应用

Pro/Engineer软件的功能十分强大,其中运动仿真模块注重运动的分析;机构运动分析是设计中重要的环节,他们之间有看紧密的联系.以四杆机构为倒,讲解了如何将Proe软件的运动仿真功能应用于四杆机构的设计中,在熟悉运动仿真功能的同时,还掌握了四杆机构的设计方法,从而将理论与实践结合起来.     

混合输入五杆机构的构型及可动性研究

从分析平面五杆机构的相对杆长关系入手，给出了平面五杆机构可装配条件及五杆机构中周转副存在的充要条件，并据此对平面五杆机构的构型进行了分析，得出了平面五杆机构中无条件三曲柄、无条件双曲柄、曲柄摇杆机构、双摇杆机构存在的条件；并借助于平面四杆机构的转角曲线的特点，给出了平面五杆机构中有条件双曲柄存在的充要条件，并用实例进行了验证。