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可重构闭链步行平台的设计与越障策略研究
1
作者 姬佳璐 姚燕安 +1 位作者 张英 兰国荣 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期524-532,542,共10页
为解决闭链步行平台重构调节后越障攀爬效率与平顺性问题,基于Watt型闭链腿机构设计了包含机架杆长和倾角参数的耦合调节机构,在保持单重构动力的同时减小质心波动并降低驱动功率需求。建立了越障概率模型计算越障期望,研究了双参数重... 为解决闭链步行平台重构调节后越障攀爬效率与平顺性问题,基于Watt型闭链腿机构设计了包含机架杆长和倾角参数的耦合调节机构,在保持单重构动力的同时减小质心波动并降低驱动功率需求。建立了越障概率模型计算越障期望,研究了双参数重构下全周期障碍攀爬策略,进行了样机设计并开展了行走与越障试验,结果表明,双参数耦合调节设计可增加平台与障碍接触面的贴合度,提高越障平顺性。 展开更多
关键词 闭链腿机构 双参数调节 动力耦合 越障策略 步行平台
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机构与控制的协同设计 被引量：15
2
作者 姚燕安 查建中 颜鸿森 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第10期1-5,共5页
提出凸轮、连杆等传统机构与电、气、液等控制系统协同工作的理念,列举机构与控制协同系统的构成类型及应用领域,分析机构与控制的协同设计方法,指出机构与控制协同设计理论的研究内容并评述其科学意义及工程价值。
关键词 机构 控制系统 协同设计
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多面体网型空间抓捕机构的设计与分析 被引量：6
3
作者 姚燕安 张迪 +1 位作者 李晔卓 李锐明 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期263-271,共9页
提出一种面向空间服务需求的新型多面体网型空间抓捕机构,以3-RRS并联机构为本体,将其动平台用空间单闭环六杆机构Bricard机构替代,通过Bricard网口的缩放运动和本体的包拢变形对空间目标进行抓捕以及位置和姿态的调整。通过在ADAMS软... 提出一种面向空间服务需求的新型多面体网型空间抓捕机构,以3-RRS并联机构为本体,将其动平台用空间单闭环六杆机构Bricard机构替代,通过Bricard网口的缩放运动和本体的包拢变形对空间目标进行抓捕以及位置和姿态的调整。通过在ADAMS软件中进行仿真来验证其抓捕过程,并以仿真所得关节受力情况为基础,在ANSYS软件和I-DEAS软件中进行仿真分析,对所提出的多面体网型空间抓捕机构进行强度分析与热平衡分析的工作,确保其机械结构强度和对热环境的适应性能够满足实际使用的需求。理论分析和仿真试验结果表明:该机构可满足空间目标抓捕任务的需求。 展开更多
关键词 抓捕机构 空间机构 强度分析 热平衡分析
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含凸轮机构的机械系统的振动控制研究综述 被引量：6
4
作者 姚燕安 张策 《机械设计》 CSCD 北大核心 1997年第8期1-4,共4页
对含凸轮机构的机械系统的振动及其控制技术的研究现状进行综述，指出有待解决的问题，并展望凸轮动力学的发展前景。
关键词 凸轮机构 机械系统 振动控制 动态设计
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双Schatz机构爬行机器人 被引量：2
5
作者 姚燕安 姚舜 刘超 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期12-17,共6页
以经典的Schatz机构为基础单元提出了一种新概念爬行移动机器人.基于Schatz机构的结构特点与运动分析,提出将两个Schatz机构组合成移动机器人的构型方案,对杆件的外形及电机的安装位置进行设计.通过分析将其置于平面内的移动机理,提出... 以经典的Schatz机构为基础单元提出了一种新概念爬行移动机器人.基于Schatz机构的结构特点与运动分析,提出将两个Schatz机构组合成移动机器人的构型方案,对杆件的外形及电机的安装位置进行设计.通过分析将其置于平面内的移动机理,提出通过控制两个电机的相位差来控制其移动的控制方案,使用动力学仿真软件建立虚拟样机在设定的场地内进行仿真实验,探索移动规律.基于移动规律验证控制其移动的控制方案的可行性,进而研究控制机器人完成定点运动的控制策略,通过实验验证了设计制作样机理论分析及研究的正确性. 展开更多
关键词 爬行机器人 Schatz机构 空间6R机构
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多模式自适应差动履带机器人 被引量：2
6
作者 姚燕安 王硕 成俊霖 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期757-765,共9页
为提高履带机器人对复杂地形的通过能力与反应速度,基于差动轮系的原理,提出一种新型欠驱动式履带机器人。分析了机器人在松软、崎岖、平坦等地形下履带式、摇臂腿式、轮式等移动方式。描述了机器人通过台阶的4种情况,通过建立动力学模... 为提高履带机器人对复杂地形的通过能力与反应速度,基于差动轮系的原理,提出一种新型欠驱动式履带机器人。分析了机器人在松软、崎岖、平坦等地形下履带式、摇臂腿式、轮式等移动方式。描述了机器人通过台阶的4种情况,通过建立动力学模型,计算出4种情况下所需的驱动扭矩与障碍物高度、机器人履带模块尺寸之间的关系。利用ADAMS进行越障动力学仿真,得到机器人越障过程扭矩变化曲线。制作一台样机,进行攀爬台阶实验,验证了其自适应越障的可行性。理论分析与实验结果表明:该机器人针对地形变化自适应改变移动方式的能力提高了反应速度,多种越障方式有效增强了通过能力。 展开更多
关键词 履带机器人 差动轮系 多模式 自适应
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凸轮曲线连续性与残余振动的关系的理论解释 被引量：1
7
作者 姚燕安 张策 《机械科学与技术》 EI CSCD 北大核心 1998年第6期871-874,共4页
对于凸轮曲线连续性与残余振动的关系问题给出了完整的理论解释。研究结果揭示出传统的高速凸轮曲线设计准则所具有的局限性，并指出了其适用范围。同时，为优化方法用于凸轮曲线的动态设计奠定了理论基础。最后，本文提出了高速凸轮曲... 对于凸轮曲线连续性与残余振动的关系问题给出了完整的理论解释。研究结果揭示出传统的高速凸轮曲线设计准则所具有的局限性，并指出了其适用范围。同时，为优化方法用于凸轮曲线的动态设计奠定了理论基础。最后，本文提出了高速凸轮曲线的新型设计准则。 展开更多
关键词 凸轮曲线 残余振动 跃度 凸轮机构
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封罐机CAD系统的研制 被引量：1
8
作者 姚燕安 张宝兴 《机械设计》 CSCD 北大核心 1998年第10期20-21,共2页
本文在Ｃ＋＋语言环境下研制了封罐机ＣＡＤ系统，可以实现封罐机靠模凸轮的自动设计与数控加工。该软件已经成功的应用于生产。
关键词 封罐机 凸轮 CAD系统 食品工业
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关于凸轮曲线的两个问题
9
作者 姚燕安 张策 《机械科学与技术》 EI CSCD 北大核心 1999年第3期361-362,377,共3页
考察两个方面的专题，即：分度凸轮常用曲线的动力性能；非对称凸轮曲线。通过研究，澄清了一些模糊认识；同时，对某些传统论述提出质疑。
关键词 凸轮曲线 分度凸轮机构 动力性能 凸轮机构
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混合输入五杆机构构型的分析 被引量：37
10
作者 周双林 邹慧君 +1 位作者 姚燕安 郭为忠 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第7期1045-1048,共4页
利用开链机构的工作空间位置关系、四杆机构的可装配条件和 Grashof准则 ,分析四杆机构的所有构型 .基于四杆机构构型 ,分析满足混合输入要求的所有五杆机构构型 .将混合输入五杆机构分为 3种类型 :无条件三曲柄、无条件两曲柄和无条件... 利用开链机构的工作空间位置关系、四杆机构的可装配条件和 Grashof准则 ,分析四杆机构的所有构型 .基于四杆机构构型 ,分析满足混合输入要求的所有五杆机构构型 .将混合输入五杆机构分为 3种类型 :无条件三曲柄、无条件两曲柄和无条件单曲柄类型 .根据四杆机构的可装配条件 ,推导出五杆机构不会出现奇异位置的条件 ,即两连杆不共线的条件 .利用此条件 ,进一步得到满足混合输入要求且不出现奇异位置的五杆机构的 3种类型 .这 展开更多
关键词 混合输入五杆机构 无条件曲柄 奇异位置条件 Grashof准则 构型 工作空间位置
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平面闭链五杆机构柔性工作空间的研究 被引量：25
11
作者 周双林 邹慧君 +1 位作者 郭为忠 姚燕安 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第11期10-15,共6页
工作空间的研究是平面闭链机器人的基本问题之一。应用隐函数定理，推导出平面闭链五杆机构柔性工作空间边界的条件，即输出杆与相连的连架杆重合或拉直，以及另一连架杆与相连的连杆重合或拉直。然后利用两个开链二杆的工作空间的交集... 工作空间的研究是平面闭链机器人的基本问题之一。应用隐函数定理，推导出平面闭链五杆机构柔性工作空间边界的条件，即输出杆与相连的连架杆重合或拉直，以及另一连架杆与相连的连杆重合或拉直。然后利用两个开链二杆的工作空间的交集和四杆机构连架杆的转动范围，分析平面闭链五杆机构满足工作空间边界条件的边界曲线的构成。在此基础上建立相应的数学模型，提出平面闭链五杆机构的工作空间求解算法。最后，通过算例验证了数学模型的正确。 展开更多
关键词 闭链五杆机构 柔性工作空间 隐函数定理 机器人
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单自由度概率翻转移动连杆机构 被引量：11
12
作者 田耀斌 郭一竹 +1 位作者 刘长焕 姚燕安 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期14-20,共7页
基于一种过约束伸缩机构,设计一种单自由度的概率翻转移动连杆机构。通过分析机构的移动原理得出该机构具有两种运动步态,即定向步态和概率步态。定向步态的机构移动有确定的方向;概率步态的机构移动有两个可能方向,此随机过程在理想条... 基于一种过约束伸缩机构,设计一种单自由度的概率翻转移动连杆机构。通过分析机构的移动原理得出该机构具有两种运动步态,即定向步态和概率步态。定向步态的机构移动有确定的方向;概率步态的机构移动有两个可能方向,此随机过程在理想条件下符合伯努利概率分布。针对机构的移动特性和移动路径,提出使其在平面内任意运动的控制方法。建立移动机构的动力学模型并进行运动仿真。仿真结果表明,通过两种步态的组合控制,可以使机构实现从指定的出发点到达任意的预期目标点的平面移动。制作一台样机,验证了该单自由度机构的移动和转向功能。 展开更多
关键词 过约束机构 闭链连杆机构 移动机器人 伯努利分布
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混合输入五杆机构运动性能的分析 被引量：11
13
作者 周双林 邹慧君 +1 位作者 姚燕安 郭为忠 《机械设计与研究》 EI CSCD 2001年第1期31-33,共3页
混合输入五杆机构是最简单的平面并联机器人。根据混合输入五杆机构的三种机构类型 ,确定它们各自的求解空间 ;按照全局运动性能指标 (GCI)定义 ,推导出混合输入五杆机构的运动性能指标的数学模型 ,利用此数学模型和混合输入五杆机构的... 混合输入五杆机构是最简单的平面并联机器人。根据混合输入五杆机构的三种机构类型 ,确定它们各自的求解空间 ;按照全局运动性能指标 (GCI)定义 ,推导出混合输入五杆机构的运动性能指标的数学模型 ,利用此数学模型和混合输入五杆机构的工作空间的特征 ,建立混合输入五杆机构运动性能的计算算法及求解空间的运动性能图谱。最后 。 展开更多
关键词 混合输入五杆机构 全局性能指标 运动性能图谱 并联机器人
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混合输入五杆机构的奇异性分析 被引量：15
14
作者 周双林 姚燕安 郭为忠 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第12期1817-1820,1833,共5页
混合输入五杆机构是最简单的并联机器人 .利用混合输入五杆机构的 Jacobian矩阵 ,推导出奇异性条件 .将奇异性分为两种类型 ,即 Jacobian矩阵行列式为 0和∞ ,并分析它们的特性 .根据四杆机构的可装配条件 ,分析得到不出现两种奇异位形... 混合输入五杆机构是最简单的并联机器人 .利用混合输入五杆机构的 Jacobian矩阵 ,推导出奇异性条件 .将奇异性分为两种类型 ,即 Jacobian矩阵行列式为 0和∞ ,并分析它们的特性 .根据四杆机构的可装配条件 ,分析得到不出现两种奇异位形的条件 .利用此条件及混合输入五杆机构的分类 ,分析无条件三曲柄。 展开更多
关键词 混合输入五杆机构 奇异性分析 可装配条件
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非圆齿轮驱动变输入转速机构的运动反求设计 被引量：7
15
作者 邹骅 姚燕安 查建中 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期107-110,共4页
运用变输入转速机构的设计理念 ,提出一种非圆齿轮驱动变输入转速机构的运动反求设计方法 .该方法的第 1步以 B样条曲线描述执行机构输出构件的期望运动特性 ;第 2步以逆运动学方法反求执行机构输入构件的转速函数 ;第 3步设计非圆齿轮... 运用变输入转速机构的设计理念 ,提出一种非圆齿轮驱动变输入转速机构的运动反求设计方法 .该方法的第 1步以 B样条曲线描述执行机构输出构件的期望运动特性 ;第 2步以逆运动学方法反求执行机构输入构件的转速函数 ;第 3步设计非圆齿轮传动机构来实现执行机构输入构件所需的转速函数 .最后 。 展开更多
关键词 变输入转速机构 非圆齿轮驱动 机构设计 运动反求设计 转速函数 B样条曲线 逆运动学方法
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空间三正交平行四边形滚动机构 被引量：6
16
作者 荀致远 关永瀚 +2 位作者 席利贺 孙春华 姚燕安 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第17期15-24,共10页
提出一种新型的两自由度空间三正交平行四边形滚动机构。该机构由10个连杆、12个虎克铰与4个转动副构成,其外观呈现为两两正交的三个平行四边形,利用平行四边形机构变形失稳机制使机构实现以滚动步态行进,并通过运动副布置与结构设计获... 提出一种新型的两自由度空间三正交平行四边形滚动机构。该机构由10个连杆、12个虎克铰与4个转动副构成,其外观呈现为两两正交的三个平行四边形,利用平行四边形机构变形失稳机制使机构实现以滚动步态行进,并通过运动副布置与结构设计获得直线行进与灵活变换方向的移动功能。运用螺旋理论,采用先局部后整体的次序分析机构的自由度;根据几何关系建立简化模型,对其进行运动学分析,得到各杆件的质心坐标;分析移动机构的稳定性并讨论其翻滚条件;应用软件建立动力学模型并仿真,完成步态规划;制作一台原理样机,进行试验研究。结果表明,该滚动机构可用较为简单的控制方式实现直线行进与灵活变换方向的功能,并且具有良好的刚度与承载能力。 展开更多
关键词 平行四边形机构 螺旋理论 移动机器人 滚动机构
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平面闭链RRRRP五杆机构柔性工作空间的分析 被引量：7
17
作者 周双林 邹慧君 +1 位作者 郭为忠 姚燕安 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第10期130-133,共4页
应用隐函数存在定理 ,推导出平面闭链 RRRRP五杆机构柔性工作空间边界的条件 ,即输出杆与相连的连架杆共线 ,以及另一连架杆与相连的滑块导路垂直 .利用三角不等式推导出平面闭链 RRRRP五杆机构存在无条件曲柄的不等式条件 ,分析平面闭... 应用隐函数存在定理 ,推导出平面闭链 RRRRP五杆机构柔性工作空间边界的条件 ,即输出杆与相连的连架杆共线 ,以及另一连架杆与相连的滑块导路垂直 .利用三角不等式推导出平面闭链 RRRRP五杆机构存在无条件曲柄的不等式条件 ,分析平面闭链 RRRRP五杆机构在保证无条件曲柄存在条件下 ,其工作空间边界曲线的构成及其特征 .在此基础上提出了平面闭链 RRRRP五杆机构的工作空间求解算法 .通过算例验证了数学模型的正确性 . 展开更多
关键词 五杆机构 柔性工作空间 平面闭链
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实现变椭圆轨迹混合输入五杆机构的设计 被引量：6
18
作者 周双林 邹慧君 +1 位作者 姚燕安 郭为忠 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2000年第4期39-41,共3页
首先建立混合输入五杆机构实现轨迹的运动学和动力学数学模型 ,然后根据这些模型及混合输入无条件三曲柄五杆机构不等式 ,建立基于可控马达功率最小的混合输入五杆机构实现变椭圆轨迹的优化综合模型。改进遗传算法保证获得全局最优解。... 首先建立混合输入五杆机构实现轨迹的运动学和动力学数学模型 ,然后根据这些模型及混合输入无条件三曲柄五杆机构不等式 ,建立基于可控马达功率最小的混合输入五杆机构实现变椭圆轨迹的优化综合模型。改进遗传算法保证获得全局最优解。综合实例结果表明混合输入五杆机构较开链二杆机构实现相同轨迹运动规律有明显的优点。 展开更多
关键词 混合输入五杆机构 变椭圆轨迹 遗传算法
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可折叠双三角锥滚动机构 被引量：7
19
作者 李晔卓 田耀斌 姚燕安 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期68-79,共12页
提出一种新概念的滚动机构,可通过折叠机构的变形,在展开状态下的双三角锥和折叠状态下的椭球体两种外部形态之间进行转换,并相应具有两种滚动模式。在双三角锥形态下,机构通过外形的变化实现滚动,并以偏心质量块驱动方式进行转向的控制... 提出一种新概念的滚动机构,可通过折叠机构的变形,在展开状态下的双三角锥和折叠状态下的椭球体两种外部形态之间进行转换,并相应具有两种滚动模式。在双三角锥形态下,机构通过外形的变化实现滚动,并以偏心质量块驱动方式进行转向的控制;在椭球体形态下,机构运用偏心质量块驱动方式进行直线方向上的滚动。在机构设计上,折叠机构通过1个自由度实现了移动功能的同时减少了存放时所需的空间。通过自由度分析,机构需要三个驱动电动机来实现其所具有的功能。以运动学计算为基础分析双三角锥形态下的翻滚条件并规划滚动步态。建立仿真模型,验证该机构能够完成折叠/展开的动作,并能够按照步态规划进行滚动。制作一台样机,对其进行折叠/展开方式与滚动功能的可行性验证,实现了预期的结果。 展开更多
关键词 折叠机构 双三角锥 滚动机构
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基于可拓逻辑的机械装置概念设计 被引量：4
20
作者 秦建军 姚燕安 刘永峰 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第7期1199-1204,共6页
概念设计是求出在一定约束条件下满足功能要求的设计方案,概念设计的过程即问题求解的过程．可拓模型为表示机械装置提供了一条简洁规范的途径,物元可以表示机械零件的基本特征和参数,零件之间的联接装配关系可以用关系元描述,事元则可... 概念设计是求出在一定约束条件下满足功能要求的设计方案,概念设计的过程即问题求解的过程．可拓模型为表示机械装置提供了一条简洁规范的途径,物元可以表示机械零件的基本特征和参数,零件之间的联接装配关系可以用关系元描述,事元则可以表示机械装置的运动状态．利用基元的可拓变换思想可以辅助设计中矛盾问题的解决以及产生新的设计方案,它给机械创新设计提供了一条新的途径． 展开更多
关键词 可拓逻辑 基元 可拓变换 概念设计 机械装置
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