機(jī)構(gòu)可動性設(shè)計缺陷辨識模型與修復(fù)方法研究.pdf

1、機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計缺陷辨識及修復(fù)是提高設(shè)計效率和保障設(shè)計質(zhì)量的關(guān)鍵，本文以機(jī)構(gòu)設(shè)計缺陷辨識為主線，對機(jī)構(gòu)中的回路缺陷、分支缺陷、靈活度設(shè)計缺陷和轉(zhuǎn)動能力設(shè)計缺陷的辨識與修復(fù)進(jìn)行了較為深入系統(tǒng)的研究。
　　回路缺陷和分支缺陷是連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)綜合中經(jīng)常出現(xiàn)的設(shè)計缺陷，以球面四桿機(jī)構(gòu)為研究對象。通過采用從歐式空間到共形空間的映射函數(shù)，建立了球面四桿機(jī)構(gòu)的共形模型。基于該共形模型以及共形幾何代數(shù)中的代數(shù)運(yùn)算法則，給出了關(guān)于精確點(diǎn)構(gòu)型的表達(dá)式，通

2、過判別所有精確點(diǎn)的構(gòu)型是否相同來辨識機(jī)構(gòu)的回路缺陷或分支缺陷。采用共形幾何代數(shù)的內(nèi)積運(yùn)算，建立了該機(jī)構(gòu)的距離曲線公式，基于距離曲線及限制線，實(shí)現(xiàn)了球面四桿機(jī)構(gòu)回路的識別。通過判別所有的精確點(diǎn)是否位于相同的回路上來辨識機(jī)構(gòu)的回路缺陷。對于具有回路缺陷或分支缺陷的機(jī)構(gòu)，采用模擬退火優(yōu)化算法對機(jī)構(gòu)的輸入或輸出值進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了對回路缺陷或分支缺陷的修復(fù)。
　　針對靈活度設(shè)計缺陷，以球面三自由度串聯(lián)機(jī)器人為研究對象。通過D-H法建立了該機(jī)

3、構(gòu)的連桿坐標(biāo)系，基于共形幾何代數(shù)理論以及該機(jī)構(gòu)的連桿坐標(biāo)系，獲得了該球面機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)反解的解析解，利用該解析解定義了該機(jī)構(gòu)的服務(wù)區(qū)。基于服務(wù)區(qū)與服務(wù)圓計算了該機(jī)器人的靈活度，通過判別球面機(jī)構(gòu)靈活度是否符合設(shè)計要求來實(shí)現(xiàn)球面機(jī)構(gòu)靈活度設(shè)計缺陷的辨識。對于具有靈活度設(shè)計缺陷的機(jī)構(gòu)，采用改進(jìn)粒子群優(yōu)化算法來優(yōu)化該機(jī)構(gòu)的桿長值，實(shí)現(xiàn)了對靈活度設(shè)計缺陷的修復(fù)。
　　針對轉(zhuǎn)動能力設(shè)計缺陷，以2T1R并聯(lián)機(jī)器人為研究對象，通過采用從歐式空間到共形