最新刊期
      2022 年 第 12 期
      本期电子书

        理论研究

      • 梁斌,袁亮,冉腾,肖文东,何丽
        2022, 46(12): 1-6. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.12.001
        摘要：处理多体系统动力学问题的传统方法是拉格朗日方法，但是在求解过程中会引入拉格朗日乘子，增加了求解显式动力学方程的难度。针对四足机器人动力学建模复杂的问题，基于Udwadia-Kalaba（UK）理论研究了四足机器人的单腿模型，建立了一种求解其显式动力学方程的新方法。为了简化获得方程的过程，使用UK方程来处理运动约束。考虑到真实环境的不确定性，利用滑模控制原理设计了一个非线性控制器来跟踪运动轨迹。数值模拟结果证明了动力学方程与控制器的正确性和有效性。  
        关键词：Udwadia-Kalaba理论;动力学模型;四足机器人;滑模控制   
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        发布时间：2023-01-06
      • 邢静忠,杨子钰,陈晓霞,姚云鹏
        2022, 46(12): 7-15. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.12.002
        摘要：现有理论认为变形后柔轮齿圈中性线为整圈贴合凸轮轮廓的等距线，未考虑配合间隙和中面伸长的影响。为揭示配合间隙装配状态下柔轮的力学特性和齿圈变形后的轮齿定位，以椭圆凸轮波发生器为例，考虑柔轮内壁与波发生器外圈间隙和柔性轴承游隙引起的配合间隙及齿圈中面伸长，建立了柔轮齿圈变形的接触力学模型；引入变形后包角为未知参数，依据包角内用椭圆等距线表示的齿圈中线的曲率及力平衡条件确定齿圈内力；根据短轴处的位移条件和包角处的曲率条件及弧长关系，运用能量法迭代计算了包角、非接触区的大小及齿圈的内力和变形。以有限元模型结果为参照，对比验证了理论结果和轮齿定位偏差。理论分析和数值模拟均表明，受中面伸长的影响，零间隙配合的实际包角远小于90°，整圈贴合凸轮并不符合实际；降低配合间隙可有效增大轴承承载区，降低柔性轴承的径向负载和磨损；考虑包角和周向伸长，可以获得更准确的轮齿定位。研究为谐波齿轮的结构设计和啮合分析奠定了更准确的基础。  
        关键词：谐波齿轮传动;椭圆凸轮波发生器;配合间隙;力学分析;能量法   
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        发布时间：2023-01-06
      • 王成军,杨林,李龙,沈豫浙
        2022, 46(12): 16-21. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.12.003
        摘要：为了进一步提高重载铸造机器人在浇注作业过程中浇包轨迹的平稳性和精确度，以一种新型混联式4自由度重载铸造机器人为研究对象，提出一种基于五次多项式与正弦加速度运动规律合成的轨迹规划方法。运用机器人机构拓扑结构理论计算执行机构的自由度，采用闭环矢量法对并联机构进行位置求解，并根据等效法及几何法推导出混联机构的运动学位置方程；采用五次多项式与正弦加速度运动规律合成的方式对机器人进行轨迹规划；运用Adams软件进行机器人末端轨迹运动仿真，对理论求解得到的参数进行了验证。结果表明，基于五次多项式与正弦加速度运动规律合成的运动轨迹相比五次多项式的运动轨迹更加平滑、自然，并且机器人末端最大速度降低了14%，可避免因速度波动过大产生振动现象。  
        关键词：复合多项式;重载铸造机器人;并联机构;位置方程;轨迹规划   
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        发布时间：2023-01-06
      • 高家昌,高建设,陶征
        2022, 46(12): 22-30. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.12.004
        摘要：为了研究动力学参数对双足机器人步态的影响，以被动步行平足机器人为研究对象，基于拉格朗日方法和角动量守恒定律，建立系统动力学方程并进行了数值仿真。通过极限环阐述了平足机器人的周期步态；利用分岔理论分析了脚掌、脚跟、质心位置、质量比和斜面角度对平足机器人稳定步态的影响；使用点映射在二维参数空间中追踪了平足机器人的动力学行为。结果表明，平足机器人的能量损耗主要发生在摆动腿与斜面碰撞时；随着脚跟、质心位置、质量比的变化，平足机器人步态出现逆倍周期分岔现象，且平足机器人对脚跟长度、质心位置的变化十分敏感；同时，通过平足机器人在二维参数空间中维持稳定步态的动力学参数组合，以及不同足形对机器人全局稳定性的影响，证明了足形对双足机器人稳定行走的重要性。研究成果为双足机器人的结构设计、节能控制提供了重要依据。  
        关键词：双足机器人;极限环;分岔与混沌;动力学参数;参数空间   
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        发布时间：2023-01-06
      • 王晗,李会兰,刘国峰,任梓源
        2022, 46(12): 31-37. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.12.005
        摘要：为了研究渐开线直齿轮在混合弹流润滑下的磨损演化过程和磨损规律，考虑齿轮副的润滑条件、热效应和磨损过程中的载荷变化，建立了混合弹流润滑下的直齿轮副磨损模型；计算了齿面磨损深度、齿面接触温度和接触压力，对齿轮副磨损过程中的齿面接触压力和接触温度的变化进行了分析。结果表明，在齿轮副啮入点处的磨损量较大，齿面磨损在一定程度上能够使啮入位置的接触压力和接触温度降低，啮入点附近磨损速率随时间呈降低趋势。分析了齿面粗糙度、输入转矩和转速等参数对直齿轮磨损规律的影响。结果表明，合理设计齿轮参数有利于抵抗齿轮磨损。  
        关键词：直齿轮;齿面磨损;混合弹流润滑;接触温度;数值计算   
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        发布时间：2023-01-06
      • 邓述职,许立新,杜正柱,龙斌,苏翠侠
        2022, 46(12): 38-44. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.12.006
        摘要：针对直径16 m级大型盾构机主驱动传动齿轮系统，为了探明真实掘进工况载荷下多源（含16组动力源）并行驱动传动齿轮系统的动力学特性，采用集中参数法建立大型盾构机主驱动传动齿轮系统68自由度弯扭耦合等效动力学模型。考虑轮齿时变啮合刚度、齿轮传动误差以及齿侧间隙等非线性因素影响，分析了实际掘进工况多源驱动转矩作用下的传动系统时频动态响应特性。研究结果表明，系统的振动频率成分主要为齿轮啮合频率及其倍频，动态啮合力的最大幅值均发生在相应啮合频率的倍频处，齿轮振动及其啮合力幅值变化受液压马达输入转矩波动影响明显。  
        关键词：大型盾构机;刀盘主驱动系统;齿轮传动;动力学   
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      • 任丰兰,魏坤,菅光霄,王优强
        2022, 46(12): 45-52. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.12.007
        摘要：为了探究不同基载液磁流体对齿轮润滑与动力学的耦合效应，建立齿轮动力学与磁流体润滑耦合模型及油膜刚度模型，基于4阶的Runge-Kutta法、多重网格法和多重网格积分法，分析了不同基载液磁流体对齿面成膜特性及动载荷分布的影响。研究结果表明，改变磁流体基载液，适当增大磁流体黏度，可以改善齿面的成膜特性；其主要体现为轮齿间油膜厚度和油膜刚度的增大以及动载荷下油膜压力和油膜厚度振幅的减小。磁流体的黏度增大时，齿轮系统的综合刚度增大，动态传递误差和齿轮副振动速度减小，动载荷的振幅减小，冲击载荷得到抑制，齿轮系统的动力学特性和NVH（Noise Vibration Harshness）性能得到提高。  
        关键词：磁流体润滑;齿轮动力学模型;综合刚度;动载荷   
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        发布时间：2023-01-06

        设计计算

      • 刘荣,郑智贞,秦慧斌,李中一,白绍平
        2022, 46(12): 53-59. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.12.008
        摘要：可控变刚度柔性驱动机构具有柔顺性高、环境适应性强以及人机协同性好的特点。基于零长度机架四杆机构的传动原理，提出了一种变刚度柔性驱动机构，通过改变弹性体性质、弹性元件缠绕方式或配置方案，实现变刚度调节控制。通过构型分析、结构设计，建立柔性驱动机构的刚度和转矩模型，揭示了柔性驱动机构的刚度行为；利用拉格朗日法建立柔性驱动机构的动力学模型，并通过平均刚度求解获得频率理论结果；建立虚拟样机进行运动仿真，揭示了其性能特点，同时验证了理论分析的正确性。与其他同类设计相比，该柔性驱动机构具有小型化、轻量化的特点，适用性强，可以作为单独模块使用，也可以应用集成在外骨骼系统中。  
        关键词：变刚度;柔性驱动机构;可重构;零长度机架四杆机构   
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      • 李航洋,阳同光,黄志亮
        2022, 46(12): 60-66. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.12.009
        摘要：混合动力汽车能量管理策略会对整车各项基本性能产生重要影响。传统优化控制策略中，通常以燃油消耗最小为单一优化目标，计算结果会使实际控制量异常，进而导致整车驾驶舒适性变差。为解决此类问题，针对搭载无级变速器的混合动力汽车，建立了系统前向仿真模型，提出了一种改进型的自适应等效燃油消耗最小策略，通过惩罚函数对控制量的变化异常进行约束，实现了对燃油经济性和驾驶舒适性的多目标实时优化；在4种标准循环工况下，计算分析了权重因子对目标函数中各项性能指标的影响；为验证控制模型的有效性，在UDDS工况下，与最优ECMS策略进行了对比。仿真结果表明，该方法在实时优化燃油经济性的同时，发动机启停次数、CVT速比变化率和电动油泵能量消耗等目标均得到了极大改善。  
        关键词：混合动力汽车;无级变速器;自适应等效燃油消耗最小;驾驶性能;惩罚函数   
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      • 潘公宇,刘志康,徐旗钊,陈林
        2022, 46(12): 67-72. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.12.010
        摘要：针对汽车盘式制动器的制动尖叫问题，提出了一种基于加权制动尖叫倾向系数作为制动尖叫性能评价指标的方法。在建立盘式制动器复模态有限元模型的基础上，通过噪声台架试验验证了模型的有效性；将中心复合试验设计、响应面（RSM）代理模型法和Pointer优化算法相结合，以加权制动尖叫倾向系数最小为优化目标，对制动盘的单侧盘面高度、散热筋高度、弹性模量和盘帽高度进行了结构优化设计。结果表明，提出的优化设计方法能够显著提高优化求解的效率，有效降低盘式制动器在全频段内的尖叫倾向性，抑制制动尖叫噪声的产生。  
        关键词：制动盘;制动尖叫;复特征值法;RSM代理模型;优化设计   
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        发布时间：2023-01-06
      • 赵涛,丁晓军,赵虎,郑逸,马建瑞
        2022, 46(12): 73-78. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.12.011
        摘要：柔索驱动并联机器人是一种特殊类型的并联机器人，其末端执行器由柔索替代刚性杆进行驱动。研究了一种索杆夹角可变的3自由度欠约束并联机器人，采用矢量闭环原理建立该机器人的逆运动学模型；根据拉格朗日方程，建立了该机器人的动力学模型。基于模型补偿的机器人PD控制理论，设计了该机器人的PD控制器；给定机器人末端执行器的运动轨迹，使末端执行器的位姿变化通过机器人的逆运动学转化为柔索长度的变化，以柔索长度作为控制系统的输入。实验结果验证了该机器人的逆运动学和动力学模型的正确性及控制方法的有效性。  
        关键词：柔索驱动并联机器人;索杆夹角可变;逆运动学模型;动力学模型;机器人PD控制   
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        发布时间：2023-01-06
      • 魏志伟,郑智贞,秦慧斌,景鸿翔,王宗彦
        2022, 46(12): 79-85. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.12.012
        摘要：3自由度并联机器人控制简单，结构紧凑，便于设计和研究。为了探究并联机器人关节配置对工作空间大小的影响，以3-RSS与3-RUU两个Tau变种构型并联机器人为研究对象，分别用球铰和虎克铰进行分析，求解了3-RSS与3-RUU同轴驱动布局并联机器人的工作空间。首先，建立机器人简化模型，对其正向运动学进行求解；接着，分析了球铰与虎克铰的运动范围，以此作为关节的约束条件，求解了3-RSS和3-RUU同轴驱动布局并联机器人的三维工作空间，得出工作空间的边界。分析结果表明，同等尺寸大小的3-RUU同轴驱动布局并联机器人比3-RSS同轴驱动布局并联机器人具有更大的工作空间。为后续不同并联机器人的关节选型和工作空间的研究提供了理论和技术的支持。  
        关键词：同轴驱动布局;并联机构;运动学分析;球铰与虎克铰;工作空间   
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      • 贾晨帆,朱才朝,刘怀举,魏沛堂,朱加赞,徐永强
        2022, 46(12): 86-92. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.12.013
        摘要：以新一代航空发动机传动系统等为代表的高端传动装备面临高速、高温、重载等极端服役环境挑战，使得胶合失效成为齿轮主要失效形式之一，严重影响系统寿命和可靠性。针对国内常用的3个齿轮胶合评价标准在齿轮胶合承载能力计算结果之间差异较大，且标准公式适用范围存在差异的问题，详细研究了闪温法和积分温度法，从理论分析、公式对比和案例分析三个方面开展了渐开线圆柱齿轮胶合承载能力标准对比研究；并针对FZG A型齿轮，进行了对比计算分析。结果表明，由于HB/Z 84.4的平均摩擦因数计算结果偏高，与GB/Z 6413.2相比计算结果偏大，HB/Z 84.4结果偏保守。GB/Z 6413.1和GB/Z 6413.2在较大的转矩、油温、转速范围内，齿面温度计算结果相差不大；但是，随着模数的减小，二者的齿面温度计算结果差异变大；模数在4~7 mm内，二者齿面温度计算结果相差不大。  
        关键词：圆柱齿轮;胶合标准;闪温法;积分温度法   
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      • 杨超君,丁逸飞,邰蒋西,朱继伟,杭天,杨凡
        2022, 46(12): 93-99. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.12.014
        摘要：针对求解开槽盘式磁力耦合器气隙磁场和转矩的问题，引入子域分析模型，将磁力耦合器沿轴向划分为5个区域，在各区域分界面处建立边界方程；根据开槽盘式磁力耦合器从动盘轭齿与导体交替排列的特性，分别推导了轭齿与铜导体区内的矢量磁位公式；针对端部效应，运用许-克变换对齿槽端面处的磁通密度进行修正；在分别得出轭铁与导体处矢量磁位的基础上，推导得出气隙磁场与电磁转矩公式；将开槽盘式磁力耦合器的结构参数代入理论模型，计算得出轴向气隙磁场分布与机械特性曲线。将计算结果与有限元模拟结果进行对比分析，验证了理论模型的准确性并分析了产生误差的原因。  
        关键词：开槽盘式磁力耦合器;矢量磁位;许-克变换;轴向气隙磁场;机械特性   
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        试验分析

      • 王佰超,张雪,张澧桐,王丞,王俊,杨文香,孙晨晨
        2022, 46(12): 100-105. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.12.015
        摘要：为了探究半球型锥齿轮参数变化对其系统动态特性的影响，基于集中质量法建立了该半球型锥齿轮副的动力学模型；基于高质量的六面体网格模型，采用刚柔耦合柔体动力学仿真分析了半球型锥齿轮的动态传动性能；分析了半球型锥齿轮尺寸、轴交角等参数变化对系统运动状态的影响。仿真结果表明，系统在不同参数条件下会导致传动准确性、平稳性和强度有规律的变化且互为负相关；半球型锥齿轮在分度圆直径为65 mm、相交轴角度为120°时综合性能最优。柔体动力学仿真分析为研究半球型锥齿轮的设计、制造以及实现齿轮传动最优化，提供了重要的参考价值。  
        关键词：半球型锥齿轮;啮合分析;动力学仿真;动态响应;刚柔耦合   
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      • 马晓君,刘玉阳,贾秋生,刘德胜,刘训报,袁铭润
        2022, 46(12): 106-111. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.12.016
        摘要：下肢外骨骼康复机器人可以有效提高下肢运动功能受损患者的康复效率，减轻康复医师的工作量。设计了一款气动肌肉驱动的下肢外骨骼康复机器人。为探究外骨骼机器人运动状态和各关节运动机理之间的关系，采用拉格朗日方程对下肢外骨骼进行动力学建模，将建立好的虚拟样机模型导入Adams中进行动力学仿真，得到下肢外骨骼康复机器人在不同运动状态下各关节在运动过程中转矩的变化情况，对仿真数据进行分析，验证了数据的正确性，为下一步实物样机制作及驱动器的选择提供了理论依据。  
        关键词：外骨骼机器人;拉格朗日方程;动力学仿真;虚拟样机   
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      • 万秋里,季后红,刘瑜
        2022, 46(12): 112-118. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.12.017
        摘要：设计出一套性能优异的末端执行器是提高机器人性能的有效手段。讨论了用于ABB IRB1200机器人的电路板夹爪机构的运动学分析问题。给出了电路板夹爪机构的工作原理，通过对夹爪机构夹爪的位移、速度和加速度等进行解析法求解，用运动影响系数理论对其运行机理进行了分析。为了检验这些分析结果，应用Matlab软件绘制了由解析法得出的运动参数曲线；在UG软件中通过定义连杆、运动副，给定驱动件运动控制函数等，对该机构进行了运动学仿真分析，并输出了相应的运动参数曲线。结果显示，在Matlab和UG两种环境下的运动分析结果完全一致，分析结果为该夹爪的实际应用提供了有力的理论支持；加工装配的实物电路板夹爪机构的运行状况也证明了这个设计是有效的。  
        关键词：机器人;末端执行器;运动学分析;解析法;运动影响系数;Matlab;UG   
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        发布时间：2023-01-06
      • 薛姣龙,高强,张杰,闫宏伟
        2022, 46(12): 119-123. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.12.018
        摘要：针对国内焦炉厂对于炉内人工温度测量效率低的问题，设计了一种用于焦炉测温的仿蝎式复合机器人。机器人结合蝎子的结构特征进行工作，利用蝎子的双钳提起炉盖，用蝎尾的红外测温仪对炉内温度进行测量。为了验证机器人结构的合理性，通过Matlab对复合机器人进行整体D-H结构建模，对复合机器人腿部的运动进行正逆运动学分析，并通过蒙特卡罗方法仿真得到双臂以及尾部红外测温仪的工作空间概率模型。为了验证机器人运动稳定性，通过Adams仿真得到复合机器人的稳定步态。为后续机器人研究奠定坚实的基础。  
        关键词：焦炉测温;D-H;工作空间;稳定步态   
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        发布时间：2023-01-06
      • 曹毅,张景涛,赵璞,李磊,郭银辉
        2022, 46(12): 124-130. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.12.019
        摘要：针对基于目标偏向的RRT算法在复杂环境下易陷入局部搜索与搜索效率低的不足，在ROS中分别基于Dobot模型和DIY模型，对算法做出进一步的改进。在创建机械臂模型基础上，利用MoveIt!对其进行配置，并通过简化模型来提高碰撞检测效率；在基于目标偏向RRT算法的基础上，分别引入扩展目标变更策略和可变步长对算法进行改进；在ROS中分别进行了不同形态障碍物环境下的避障运动规划仿真；在样机上进行了避障和避障抓取实验。仿真及实验结果表明，提出的改进RRT算法相比基于目标偏向的RRT算法，规划成功率和效率分别可提高42.9%和29.2%。  
        关键词：机械臂;避障运动规划;改进RRT算法;目标变更;可变步长   
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        发布时间：2023-01-06
      • 秦鹏飞,张雄,陈斌,范立,苏占领,王若璜
        2022, 46(12): 131-136. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.12.020
        摘要：以某混动车型的齿轮传动系统为研究对象，采用集中参数法建立了传动系统动力学模型。在各个齿轮副的偏心误差、齿频误差、时变啮合刚度的共同作用下，用数值方法求解了传动齿轮在轻负荷低速巡航与高速超车两种工况下的动态特性。将传动系统与箱体耦合，建立齿轮箱有限元模型，加载齿轮动态啮合力，利用Ansys软件仿真得到了两种工况切换过程中箱体的振动特性。通过搭建台架试验，对比验证了动力学模型及仿真计算的正确性。通过测试得到出现最大振幅的箱体位置，对优化传动系统结构、改善齿轮箱的振动特性提供了有力依据。  
        关键词：混合动力;齿轮系统;动态响应;振动特性;台架试验   
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        发布时间：2023-01-06
      • 朱锋,王鹏
        2022, 46(12): 137-141. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.12.021
        摘要：圆环链链条是刮板输送机最重要的组成部分，其运动特性直接影响刮板输送机的输送功率和效率。以SGZ 1000/3*1000刮板输送机的链轮链环为研究对象，分析了重型刮板输送机圆环链传动的特点。采用SolidWorks软件对圆环链传动系统建模，运用Adams软件对链轮链环在不同工况下的啮合过程进行运动学和动力学仿真，分析了不同工况对刮板输送机圆环链传动系统的影响。结果表明，圆环链的变形和载荷的波动导致平环在啮合接触时发生相对滑动，这种滑动是链窝磨损的主要原因；不同的转速会影响圆环链传动的稳定性；在正常运行状况下，速度保持在1.8 m/s时链条传动较稳定。研究结果可为重型刮板输送机圆环链链条的优化设计提供重要理论依据。  
        关键词：刮板输送机;圆环链;Adams软件;动力学分析   
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        发布时间：2023-01-06

        开发应用

      • 聂勇军,刘志军,唐振宇,刘志华,周强
        2022, 46(12): 142-147. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.12.022
        摘要：随着机械设备的精细化和复杂化，用于监测其运行状态的传感器数量和类型不断增多，为了能有效地将多传感器信息融合，补全时间和空间上的信息，提高传感器信息的可靠性，提出了一种基于最大信息系数的动态加权特征融合的齿轮故障诊断方法。利用小波包变换对多传感器采集到的振动信号分解到时频域；计算时频域的特征，通过最大信息系数计算各传感器的权重并以并联融合的方式对特征进行融合；将融合后的特征输入到支持向量机模型进行故障分类。实验证明，融合后的特征聚合度更好，更有利于分类；在两种转速条件下，融合后的故障诊断准确率分别达到了87.72%和99.16%，动态加权融合的诊断效果好于定权重融合的诊断效果。  
        关键词：最大信息系数;动态加权;特征融合;故障诊断;支持向量机   
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        发布时间：2023-01-06
      • 刘庆玲
        2022, 46(12): 148-154. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.12.023
        摘要：采用柔性片段外侧串联布置，同时考虑倒置设计原则，设计了两种大变形平面折展铰链，分别命名为OSD-LEJ（Outside-series-deployed lamina emergent joint）与IOSD-LEJ（Inverted-outside-series-deployed lamina emergent joint）。设计了铰链的结构，推导了铰链的弯曲等效刚度计算式。设计两种铰链实例，分别进行弯曲变形的理论计算与有限元仿真，并计算两种结果之间的误差，误差结果分别在4%与4.2%左右，验证了弯曲等效刚度计算式的正确性。对具有相同特征尺寸的OSD-LEJ、IOSD-LEJ与文献中的大变形铰链OD-LEJ进行性能对比分析，结果显示，OSD-LEJ与IOSD-LEJ的弯曲变形分别提升到OD-LEJ的1.2倍与1.31倍，拉伸变形仅是OD-LEJ的1.16倍与1.18倍，铰链的综合性能得到了提升。验证了铰链结构设计的有效性与合理性，为大变形铰链LEJ的结构设计提供了思路与参考。  
        关键词：平面折展铰链;结构设计;弯曲等效刚度;变形分析   
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        发布时间：2023-01-06
      • 白雪清,王远,李优
        2022, 46(12): 155-160. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.12.024
        摘要：提出一种以3-SPS/UPR并联机构为主体的工作台，用以辅助少自由度机床对工件进行曲面加工。建立3-SPS/UPR并联机构的运动螺旋矩阵，通过螺旋理论对其进行自由度分析，采用修正的Kutzbach-Grübler公式进行验证；通过机构中的几何关系，采用封闭矢量法求解该机构的位置逆解，并求出该机构的速度Jacobian矩阵；通过三维动态搜索法求解该机构的工作空间；通过Adams软件对该并联工作台进行了运动学仿真。该3-SPS/UPR并联机构能够进行两平移两转动的运动，可提高机床加工效率和加工质量，增大机床加工范围，提高机床的曲面加工的能力。  
        关键词：3-SPS/UPR并联机构;自由度;位置逆解;工作空间;Adams软件   
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      • 徐凯,冯增铭,杨金兴,褚亚旭
        2022, 46(12): 161-168. DOI: 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.12.025
        摘要：发动机压缩比是影响汽油发动机热效率的因素之一，发动机需要根据实际工况匹配最佳压缩比以满足实际要求。因此，可变压缩比技术有助于实现不同工况下发动机动力性和燃油经济性之间的平衡。为此，根据发动机原理，设计了一种可变压缩比发动机多连杆机构，通过运动学建模计算与仿真结果对比分析，验证了机构设计的正确性。基于多体动力学仿真分析，综合考虑燃烧力负载和曲轴转速等边界条件，探究了多连杆机构随控制轴转角的变化规律，对多连杆机构在不同压缩比条件下的运动学及动力学特性进行评价，并与传统单连杆机构进行了详细对比分析。结果表明，多连杆机构可通过实现压缩比实时可变来满足实际工况的需要，在动力放大特性及抑制活塞与缸壁间摩擦等方面存在力学优势，并能在发动机振动方面带来额外的动态效益。  
        关键词：发动机;变压缩比;多连杆机构;机构设计;多体动力学   
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        发布时间：2023-01-06
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