梁栋
- 作品数：37 被引量：55H指数：4
- 供职机构：天津工业大学机械工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金天津市应用基础与前沿技术研究计划天津市自然科学基金更多>>
- 相关领域：机械工程自动化与计算机技术轻工技术与工程电气工程更多>>
- 多闭环厚板折展蜂窝机构的几何设计与性能分析
- 2024年
- 基于厚板折纸理论设计出一种单闭环空间折展机构,并用螺旋理论对机构的自由度进行了分析。引入Myard类型约束和Sarrus类型约束,提出将机构自由度降低为1的2种方法,对应得到M型和S型折展蜂窝单元。将2种折展蜂窝单元的运动特征与平面镶嵌原理相结合,构造出M型和S型折展蜂窝机构。研究了设计参数对机构折展率的影响规律,并以提高折展率为目标对机构的结构进行了优化。研究结果表明,M型折展蜂窝机构完全展开后可形成单侧平整的表面;S型折展蜂窝机构的折展率更大。
- 畅博彦关鑫金国光金国光
- 关键词：蜂窝结构
- 提综臂辅助旋铆机械手动力学建模及控制仿真被引量：4
- 2022年
- 为实现在旋铆加工过程中对零部件的高速、高精度抓取-摆放之目的,以多臂织机提综臂的自动化加工为背景,提出一种新型辅助旋铆并联机械手的动力学建模及控制策略。首先,介绍机器人机构的结构特征及自由度类型;其次,建立闭环矢量方程,得到了位置正逆解的解析表达式,进而通过求导,建立了速度映射模型;再次,基于第一类拉格朗日方法,建立了系统逆刚体动力学模型,得到关于末端执行器广义坐标的驱动力矩函数。在此基础上,设计具有PD补偿的任务空间计算力矩控制策略,并借助ADAMS与Simulink开展联合虚拟仿真,对控制参数进行整定,最终得到最优控制参数的参考值。仿真结果表明:在最大加速度为3 g时,跟踪轨迹与理论轨迹的y向误差小于0.3 mm,z向误差小于0.65 mm,控制效果良好,符合设计预期。
- 梁栋梁栋杨建成杨建成
- 关键词：并联机械手拉格朗日方法计算力矩控制联合仿真动力学建模
- 变结构水陆空三栖类轮式越障机器人
- 本发明公开了一种变结构水陆空三栖类轮式越障机器人，包括机体，在机体的左右两侧设有对称布置的类轮结构，每个类轮结构通过一上下翻转换位机构与机体连接；每个类轮结构设有一驱动电机，驱动电机安装在上下翻转换位机构上；每个类轮结构...
- 孙涛宋轶民梁栋连宾宾高浩
- 文献传递
- 考虑多间隙关节和不确定参数机构的非线性动力学分析被引量：1
- 2023年
- 以典型四杆机构为研究对象,利用蒙特卡洛算法模拟不确定几何参数与间隙大小的生成,建立含多间隙关节和不确定参数的四杆机构非线性动力学方程,提出一种考虑多间隙关节和不确定参数机构的非线性动力学分析方法。首先,研究了不同情况下间隙关节和不确定参数对机构运动精度的影响,并量化机构运动误差;然后,重点探究了不确定参数、曲柄转速、间隙尺寸和间隙位置对四杆机构分岔与混沌现象的影响。分析结果表明:由于间隙关节和不确定参数的影响,导致了机构运动精度的降低;同时,利用分岔图证明了系统分岔和混沌行为对曲柄转速、间隙尺寸的依赖和敏感性;曲柄转速与间隙尺寸的变化,是导致机构出现分岔与混沌行为的主要因素,不确定几何参数对机构整体分岔现象的影响有限。
- 王志敏金国光梁栋梁栋周杨
- 关键词：分岔混沌非线性动力学
- 含平行四边形支链的冗余驱动平面二自由度并联机械手
- 本发明公开了含平行四边形支链的冗余驱动平面二自由度并联机械手，它包括两个平行四边形运动链以及设置在轴两侧的四台伺服电机，在轴的两侧分别放置有两台伺服电机，每一侧的两台伺服电机上下布置并且中心轴线共线，每一台伺服电机的输出...
- 宋轶民梁栋孙涛董罡
- 文献传递
- 水陆空三栖类轮式移动机器人
- 本实用新型公开了一种水陆空三栖类轮式移动机器人，包括机体，其特征在于，在机体的左右两侧设有对称布置的类轮结构，在机体上设有左右对称布置的旋翼；每个旋翼均由一电机驱动，电机安装在机体上，同侧相邻设置的两个旋翼的旋向相反，异...
- 孙涛宋轶民高浩梁栋连宾宾
- 文献传递
- 基于给定工作空间的球面变胞仿生关节机构优化设计被引量：9
- 2013年
- 研究一种由静平台、动平台、3个环形支链和1个中间变胞支链组成的新型球面变胞仿生关节机构,该机构具有2个构态,即构态1(正常构态)和构态2(变胞构态)。通过中间支链的结构变换,可以实现构态切换。首先运用矢量代数法,建立机构运动学逆解模型,得到其速度映射模型和雅可比矩阵。其次,在逆解模型的基础上,研究机构工作空间与机构尺寸关系,根据分布规律对工作空间大小进行优化,确定预设工作空间。最后,根据承载力和刚度性能评价指标对给定工作空间下的机构进行尺寸优化设计,分别给出每种性能指标较好的尺寸范围,综合两种指标,得到机构最佳设计尺寸。
- 金国光王艳宋轶民畅博彦梁栋
- 关键词：变胞机构承载力刚度
- 末端铰接三平动并联机构设计与性能优化被引量：3
- 2022年
- 针对高性能3D打印需求,提出了一种结构简洁且高效的三平动(3T)并联机器人。首先,为得到期望的自由度构型,提出一种拓扑演化设计方法,即将一种三平一转自由度(3T1R)并联机构作为初始构型,根据螺旋理论解析该机构自由度及其性质,在此基础上,将动平台向其中心无限缩聚至一点,并使3条支链的末端连杆铰接于该点,进而对机构的末端铰接杆进行再设计,最终演化得到一种仅存在转动副且末端含铰接结构的三平动并联机构。其次,根据输入关节与末端铰接点之间的关系,采用几何投影法和闭环矢量法构建该并联机构的运动学方程,推导其位置正/逆解,并进一步得到速度雅可比矩阵,进而建立速度和加速度映射模型。随后,利用分层切片的搜索算法,预估机器人工作空间,并分析其奇异性。为综合评估机器人性能,对机构灵巧度、速度、承载力及刚度性能指标进行分析,进而提出一种多目标优化设计模型,并据此开展尺度综合,获得最优尺度参数。最后,借助多体动力学软件进行轨迹跟踪仿真校验。研究结果表明,该并联机器人结构简洁紧凑,性能优良,为其后续实体样机制造及实际应用奠定了理论基础。
- 梁栋梁栋畅博彦畅博彦
- 关键词：运动学奇异性
- 含双平行四边形结构支链的SCARA并联机构研究被引量：1
- 2022年
- 提出了一种含双平行四边形结构支链的新型SCARA并联机构,其包括4条相同支链,具有结构紧凑、承载力和刚度高的优点。首先,基于李群理论对机构的拓扑结构及其自由度进行阐述。其次,构建闭环矢量方程,推导出位置正/逆解,并通过2个数值算例验证位置解的正确性。通过对闭环矢量方程关于时间求导,得到机构的雅可比矩阵,由此建立输入角速度与末端输出速度之间、输入角加速度与末端输出加速度之间的映射关系,并对其进行数值仿真分析。然后,基于位置逆解,运用极限边界搜索法求解机构的工作空间,并绘制相应图谱加以分析。为明确机构动平台的转动性能,进一步研究不同工作平面下的动平台最大、最小转动角的空间分布图谱。在此基础上,借助特征因子构造量纲齐次雅可比矩阵,并利用条件数和可操作度两种方法分析机构的运动传递性能。基于直接和间接雅可比矩阵进一步对机构的3类奇异位置进行分析,明确奇异发生的条件。最后,借助Matlab与ADAMS软件开展仿真实验,验证了理论分析和设计结果的正确性与可行性。
- 梁栋张赵建畅博彦畅博彦齐杨
- 关键词：性能分析
- 具有三阶幻方拓扑构型的厚板折纸机构运动相容性分析
- 2023年
- 折纸机构是折展机构的一种,折痕分布对折纸机构的刚性折展运动有直接影响。首先,提出一类具有三阶幻方拓扑构型的折纸机构,运用拓扑学理论对折纸机构的拓扑组成元素进行分析,通过构造网孔环路矢量和折痕分布矩阵,形成一种可用于描述折纸机构折痕分布特征的矩阵表示方法。其次,建立拓扑图旋转、翻转和镜像操作过程的矩阵运算数学模型,对256种三阶幻方折纸机构拓扑构型进行同构判定后,将得到的23种拓扑构型分为方扭型、轴对称型和不规则型。最后,在考虑板件厚度的同时,为了判断机构是否可刚性折展,将三阶幻方中每一个网孔环路处的单顶点四折痕机构等效为Bennett机构,通过引入分位角参数矩阵、转角特征矩阵和分位角特征矩阵,建立运动相容性判定方程的通用表达式,提出运动相容性系数的概念,并将其应用于厚板机构的刚性折展性分析,发现23种拓扑构型中有19种可用于厚板折展单元的设计,以折展单元与其镜像体进行模块化扩展为例,说明了此类折展单元在构造大尺度折展机构时的应用前景。
- 畅博彦张浩楠梁栋梁栋
- 关键词：拓扑学
