【摘 要】
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空间可展结构广泛应用于太阳能电池帆板、空间桁架以及卫星天线,由于航天卫星的尺寸限制,部分应用于航天领域的大型结构在发射过程中处于收拢状态,进入太空之中又展开到预期的工作位置,因此可展结构随着航空航天领域的飞速发展越来越受到了研究人员的关注。本文从新型可展结构的角度出发,提出一种基于厚板剪纸的新型空间可展结构,建立其运动学理论模型,构建特殊型面的可展阵列,建立数学模型并进行结构优化设计,为新型空间可
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空间可展结构广泛应用于太阳能电池帆板、空间桁架以及卫星天线,由于航天卫星的尺寸限制,部分应用于航天领域的大型结构在发射过程中处于收拢状态,进入太空之中又展开到预期的工作位置,因此可展结构随着航空航天领域的飞速发展越来越受到了研究人员的关注。本文从新型可展结构的角度出发,提出一种基于厚板剪纸的新型空间可展结构,建立其运动学理论模型,构建特殊型面的可展阵列,建立数学模型并进行结构优化设计,为新型空间可展结构的发展提供了新的研究思路和参考。论文主要研究成果如下:首先,在对剪纸折叠方式和厚板折纸可展结构研究
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刚性折纸是折纸科学的一个重要分支,其在处理刚性面板折叠这一实际工程问题中具有很大的应用潜力。在刚性折纸中,所面临的一个挑战是将刚性面板组成的多面体结构进行单自由度紧密折叠。然而,关于如何将多面体结构紧密地折叠成平面结构的研究还很少。数学家们证明把封闭的多面体结构刚性折叠是不能实现的,因此,现有的研究大多停留在如何刚性折叠不具有上表面的盒状结构。但是目前还没有一种解决方案能使具有全部表面的折纸立方体
面向高效高精度轴孔装配的需求,本文提出以混联柔性机构实现被动轴孔装配的方案,开展混联柔性机构的构型综合、柔度建模与轴孔装配实验研究。全文的主要研究成果如下:1.基于混联柔性机构的轴孔装配方案设计。分析轴孔装配过程中轴件的受力变化情况,提炼出装配系统与误差补偿机构的设计要求。结合并联机构与柔性机构的优势,提出一种基于新型混联柔性机构的轴孔装配系统总体方案。选取片弹簧作为并联柔性机构的基本柔性单元,提
微纳器件在电子信息、航空工业、生物医疗等领域得到了广泛应用,开展微纳加工相关研究工作对于促进微纳器件的进一步发展具有重要意义。本文面向高性能、高精度微纳刻划系统的迫切需求,开展振动辅助微纳刻划系统设计、性能分析及实验研究,全文主要工作如下:完成了振动辅助微纳刻划系统的研发,设计和分析了系统两大核心部件微定位器和探针刻划系统。微定位器采用新型混合放大机构以获得紧凑的结构、较大的横向刚度与良好的动态性
安全的人机交互及仿生关节的动态环境适应特性都要求机器人关节具有柔顺性。利用机械结构的固有柔性产生的被动柔顺性具有经济和可靠的特点。在采用被动柔顺性的驱动器中,恒定刚度的串联弹性驱动器(SEA)对不同外负载工况的适应性较弱。变刚度驱动器(VSA)通常需要额外的电机负责调节刚度,使结构和控制复杂,能耗增加,且可能产生不合理的刚度与负载间的匹配关系。基于负载选择刚度的非线性刚度驱动器(NSA)可以改进前
密切结合国家高端装备制造对并/混联机器人装备自主创新的重大需求,本文以有限瞬时旋量为数学工具,系统开展一种三自由度并联机构的构型综合、拓扑与性能一体化建模及性能匹配优化设计研究。全文主要研究成果如下:(1)三自由度并联机构构型综合。基于有限旋量理论,研究运动副、开环支链及并联机构连续运动的解析化表征方法,提出2R1T并联机构的构型综合通用流程。由机构期望运动获得三、四、五自由度支链的有限旋量标准型
本文以三自由度Delta机械手为研究对象,围绕提升高速并联机械手动力学性能这一目标展开研究。首先讨论了并联机械手动力学模型的建立和简化问题,分析了传统简化方法产生较大误差的原因并提出了更准确有效的简化刚体动力学模型建立方法;接下来对伺服控制系统进行建模,并采用参数辨识方法对伺服系统中的时变参数进行辨识,获得了更高精度的伺服参数时变值;最后探讨了PID控制、动力学前馈控制等控制方法在高速并联机械手控
金属板材作为重要的原材料广泛应用于汽车制造、工程机械、压力容器制造等领域。随着制造业信息化与用户需求个性化的发展,制造企业的生产模式逐渐走向小批量、多种类。但是对于处在产品制造周期底端的板材加工类型的中小企业,由于生产模式的转变以及企业生产智能化、信息化的不足,板材在加工中不可避免会产生余料造成巨大的浪费。然而,随着大数据、云计算、物联网等信息技术与先进制造技术的融合,云制造应运而生。云制造是一种
二维排样问题广泛存在于造船、金属板材下料、家具组装、皮革服装裁剪等加工制造业中,是一个典型的NP难组合优化问题。在板材下料问题研究中,人们研究对象主要是矩形完整板材,而对板材余料的自动排料研究较少。完整板材排料问题的研究只是在一定程度上减少板材余料的产生,但是不能从根本上解决板材余料浪费问题,本文由此确定研究方向为基于异形板材的二维不规则零件自动排料方法研究。结合二维不规则零件在矩形板材排料研究,
随着经济的飞速发展和科技的不断进步,人类正将研究探索的目光拓宽到太空、水下等未知的环境。对于非合作目标的捕获也是机器人领域的重要挑战,既要保证捕获机构能够抓牢目标,又要避免捕获机构在接触目标时产生较大的碰撞冲击,从而对目标和自身造成伤害。面向空间、水下等环境中非合作目标捕获任务,针对大容差、强适应性和刚柔相济等操作需求,本文借鉴无脊椎腔肠动物海葵的生理结构及运动方式,创新性地提出一种连续型臂群捕获