变胞机构

摘要： 传统的送料机构与冲压机构为独立机构,分别由两个传动装置去进行控制,整体结构比较复杂.为了提高生产效率,简化送料机构及冲压机构,将冲压机构和送料机构组合在一起,设计一种自动送料冲压机构,由一个机构即可实现送料及冲压功能.另外,传统的送料机构多采用凸轮机构来实现间歇运动,但是,凸轮轮廓曲线加工困难、精度难以保证,该自动送料冲压机构基于变胞机构原理可实现送料机构及冲压机构的停歇运动,使得冲压机构的设计得以简化.

摘要： 文章主要设计制造了一种多功能乒乓球发球机器人,创新性地采用变胞机构实现常规乒乓球发球机难以达到的墙角、墙边拾球功能。文中主要论述机器人的机械结构、工作方式及控制系统。机器人由四大系统即收球、运输、发球装置组成,动力系统以麦克纳姆轮作为主要动力元件。收球方式上,利用三叶板与挡板相结合,在不同情况下采用不同方式进行收球,可以做到特殊位置球的收集。发球方式的多样化由摩擦轮转速及升降平台共同决定,实现不同强度的训练。

摘要： 针对单一重复和多样的码垛工作任务,设计了一种能实现多自由度构态和1自由度构态运动的变胞码垛机器人机构,该机构可由多自由度构态调整为1自由度构态,通过1自由度构态实现工作空间内任意两点的移动。将机构分为本质支链和支撑支链,提出了对该机构进行尺度计算的方法。首先,针对工作空间对本质支链进行尺度优化,得到该支链的尺度参数;再根据1自由度构态将实现工作空间任意两个固定点的移动条件和构件尺度范围作为约束条件,计算得出支撑支链的尺度参数。进行了算例分析,得到该机构合理的构型及其尺度参数。研究工作为基于实际应用的变胞机构尺度分析提供了参考。

摘要： 为了提高变胞式工业机器人在实际工业生产中的效率以及稳定性,基于可控变胞码垛机器人设计了一种新型的码垛路径运行方式,对其进行运动学仿真并设计了相应的控制系统。其中控制系统采用“运动控制卡+工控机”的上下位机控制模式,使用闭环步进电机及驱动器组成机器人的运动系统,使用光电开关、气动插销及电磁离合器等硬件组成变胞动作执行系统,引入电机脉冲补偿值以减少变胞前后的运动误差。提出新型码垛路径的实现方法,并搭建机器人控制系统,以6 kg负载进行实验,测试结果显示理论位移与实测位移之间的误差不超过0.6 mm。研究表明该控制系统运行安全可靠,能够满足可控变胞码垛机器人的控制要求,同时也为变胞式工业机器人的控制系统设计提供了参考。

摘要： 为了研发一款助老机器人,基于图论理论、机构的数综合,设计了一种可在2自由度、1自由度、0自由度之间切换的三构态助老变胞机构。针对变胞机构的2自由度行走构态,运用闭环矢量法进行了运动学分析,得到该变胞机构在该构态下关键位置的位移、速度、加速度等变化规律。分析结果显示,位移曲线在支撑期过渡到摆动期时位移变化较大,在步态周期的后40%内,速度、加速度均有较大变化,符合人体步态规律,表明该助老变胞机构设计是合理的。

摘要： 变胞机构的概念提出较晚,对其理论研究尚在不断完善.近些年变胞机构的原理逐渐应用到新型机构设计上来,迫切需要运用适用的理论分析方法.为满足国家大飞机发展需求,提出一种平面约束变胞举升舱门机构,结合机构运动简图对其进行原理描述和拓扑分析,以几何参数法建立约束变胞机构全构态运动学模型,并使用Adams仿真与理论分析比对,结果相吻合.相比于传统飞行器舱门举升机构,变胞举升舱门机构在安装空间限定的情况下,可以以较小的推力举升机构,减小了举升机构整体质量的同时减少了电能的消耗,该种机构具有极强的应用价值.

摘要： 机械产品创新设计是我国制造业发展的驱动力和持续动力,需要设计者具备丰富的机械结构知识、清晰的设计思路以及足够的创新思维能力.变胞机构可动态改变拓扑结构,易于实现机构的优化设计和创新设计.变胞机构的变胞方式分为刚性和柔性两种,研究拓扑结构可运用拓扑图法和矩阵法,矩阵法便于计算机辅助运算.为此提出三种矩阵法用于描述变胞机构的拓扑结构及构态变换.

摘要： 针对实用变胞机构在变胞全过程中的构型转换、构型保持和运动时序问题,重点研究了如何描述和建立变胞机构约束力的变化规律的理论模型,如何构建模块化构造变胞机构综合理论和新方法.同时研究和构建了约束构型综合的数学模型和设计方法,获取变胞机构拓扑结构、变胞运动副的等效阻力、约束特点、约束形式和结构形式的内在联系,揭示实用变胞机构设计的本质和内涵,实现了面向作业任务的、包含有约束运动副结构的变胞机构的构型综合与设计.

摘要： 本项目以位移子群/子流形理论与方法研究几何约束驱动的多构态运动链的建模与设计问题:以运动链的结构约束特性,以位移子群为数学建模手段,为变胞机构与变胞机器人机构的多构态运动链设计提供理论基础.整体研究始于机构物理空间的分析(变胞机构的重构特性:变拓扑+变功能+变约束);再去构建数学模型(几何化位移子群/子流形理论:构态约束特征矩阵+运动约束集+约束规则);利用数学理论的展开研究(一方面构态约束矩阵的组合与分解,另一方面子群几何约束的交并计算);对应构型变化及变化过程,继而映射回设计求解空间——主动生成全解/多解的变胞运动链群).

摘要： 基于位移子群理论,提出对变胞机构的变胞构型模块单元展开策略及其几何约束研究方法.首先,基于变胞机构可变因素和构型特性建立了变胞构型单元模型,并完成了一维基本子群单元与多维位移子群的等效构型展开技术,继而研究了子群元素的变构型特征.基于子群单元间的组合计算,体现运动链的变构态特性尤其是几何约束的作用关系,并通过变胞链的设计验证了方法的适用性.

摘要： 讨论了平面变胞机构的结构元素，提出三种平面变胞机构的演化方式，给出多个示例说明提出的演化方法。

摘要： 对变胞机构的结构组成进行了分析研究,提出了变胞构件的概念,并提出变胞机构是由构件和变胞构件通过运动副联接而成的机构.分析了工程上应用的几种具有变胞特征的机构,在分析、研究这些变胞机构工作原理的基础上,提出了变胞机构的实现方法,为变胞机构的分析和设计提供了思路。

摘要： 混合驱动机构和变胞机构都是现代机构学研究的新课题,本文将两者结合起来,以求机构的优势互补,并通过ADAMS进行仿真分析.

摘要： 针对下肢康复机器人存在操作复杂、难以实现所需训练轨迹、易形成异常步态等问题,提出了一种五杆变胞机构解决方法.针对不同身高、康复期的患者,精确调节调整杆摆动位置,使其变胞为可在矢状面内实现步态轨迹的四杆机构.探讨了不同身高患者选择杆件尺寸通用计算方法,并以某一身高为例进行计算,依据计算结果进行了变胞规律仿真试验、样机制作及临床试验,结果表明本文所设计机器人可根据需要现实多种训练轨迹.

摘要： 从拓扑学的观点,提出了一种变胞机构型综合与分析的方法。首先应用拓扑理论从平面三自由度机构综合出十杆机构,然后根据展开机构的工作特性,揭示了机构的结构特点和变化规律,对该类机构自由度变化过程进行了型综合,最后分析了机构的拓扑性能。该方法将拓扑理论贯穿于机构创新设计和构型分析中,为在计算机上进行变胞机构的型综合与分析提供了手段。

摘要： 空间铰接式伸展机构是一个复杂的多连杆变胞机构，工作周期内具有多功能阶段、多拓扑结构和多自由度等变化特征。考虑到空间铰接式伸展机构分析和设计的复杂性，提出了基于变胞原理和UML改进构件图的空间机构建模和分析方法。利用改进构件图，建立了桁架单元展开过程的构态变化模型及相对应的邻接矩阵，描述工作周期内机构的演变规律。进一步，推导了桁架单元的距离矩阵和刚度矩阵，定性地分析了设计构型的空间紧凑性和整体刚度。基于UML改进构件图的变胞机构建模方法弥补了传统拓扑图建模方法信息表达不完整的缺陷，有利于全面地理解变胞机构组成和拓扑关系，为空间变胞机构概念设计体系的建立提供了理论基础。

摘要： 空间铰接式伸展机构是一个复杂的多连杆变胞机构,工作周期内具有多功能阶段、多拓扑结构和多自由度等变化特征。考虑到空间铰接式伸展机构分析和设计的复杂性,提出了基于变胞原理和UML改进构件图的空间机构建模和分析方法。利用改进构件图,建立了桁架单元展开过程的构态变化模型及相对应的邻接矩阵,描述工作周期内机构的演变规律。进一步,推导了桁架单元的距离矩阵和刚度矩阵,定性地分析了设计构型的空间紧凑性和整体刚度。基于UML改进构件图的变胞机构建模方法弥补了传统拓扑图建模方法信息表达不完整的缺险,有利于全面地理解变胞机构组成和拓扑关系,为空间变胞机构概念设计体系的建立提供了理论基础。

摘要： 本发明公开了一种用于无人变胞车足部机构的折叠轮机构以及足部机构，无人变胞车的足部机构包括脚底板，折叠轮机构设在脚底板上，折叠轮机构包括左右两个折叠轮单元，每个折叠轮单元包括至少两个折叠轮，每个折叠轮转动安装在折叠轮支架上，折叠轮支架顶端转动安装在脚底板上，通过折叠轮驱动机构带动其中一个折叠轮支架转动，在连杆机构的带动下单个折叠轮单元的若干折叠轮支架同步转动，折叠轮向下伸出脚底板之下的状态为展开状态，折叠轮向上摆动至不超出脚底板底端的状态为收拢状态；通过折叠轮自锁机构对处于展开状态的折叠轮支架进行锁定。本发明的优点：可根据实际需求选择将折叠轮呈展开状态或收拢状态，使用方便灵活。

摘要： 一种基于变胞并联机构的主动型膝踝关节假肢机构，它由定平台、主动支链、变胞支链、动平台和主动型踝关节假肢机构所组成，实现膝踝关节的多自由度运动特性。本发明中设计的变胞并联机构中主动支链的驱动移动副为电推杆提供，不仅能实现膝关节屈伸和踝关节内外翻运动，还能模仿小腿骨骼肌群的伸缩运动；由于人体膝关节内外旋运动仅当屈膝时才被激活，且生活中对于内外旋运动的依赖性较少，采用变胞支链的变胞特性，即当该假肢机构屈膝时，变胞运动副变为驱动转动副，膝关节的内外旋被激活，反之，变胞运动副为固定副，膝关节不具内外旋运动。该假肢机构涉及医疗康复机器人，具有承载能力高、刚度高、结构简单、易加工制造和生产成本低等要求。

摘要： 本发明涉及绝缘子检测机器人技术领域，特别涉及一种基于变胞周转锥齿轮系的绝缘子检测变胞机器人机构，包括蠕动式移动机构、第一周转锥齿轮系变胞夹持机构及第二周转锥齿轮系变胞夹持机构夹持机构，其中两个周转锥齿轮系变胞夹持机构设置于蠕动式移动机构两侧，在移动机构的移动下交替夹持绝缘子钢帽和伞裙，实现绝缘子检测变胞机器人在绝缘子串上的移动检测任务。两组周转锥齿轮系变胞夹持机构通过变胞周转锥齿轮系实现夹持机构夹爪转动和夹爪移动两种构态及其变换，完成对绝缘子钢帽的夹持任务，并且对绝缘子钢帽尺寸位置变化适应性强，夹持稳定，受力情况良好。

摘要： 本发明公开了一种用于无人变胞车足部机构的折叠轮机构以及足部机构，无人变胞车的足部机构包括脚底板，折叠轮机构设在脚底板上，折叠轮机构包括左右两个折叠轮单元，每个折叠轮单元包括至少两个折叠轮，每个折叠轮转动安装在折叠轮支架上，折叠轮支架顶端转动安装在脚底板上，通过折叠轮驱动机构带动其中一个折叠轮支架转动，在连杆机构的带动下单个折叠轮单元的若干折叠轮支架同步转动，折叠轮向下伸出脚底板之下的状态为展开状态，折叠轮向上摆动至不超出脚底板底端的状态为收拢状态；通过折叠轮自锁机构对处于展开状态的折叠轮支架进行锁定。本发明的优点：可根据实际需求选择将折叠轮呈展开状态或收拢状态，使用方便灵活。

摘要： 本发明的一种包含变约束变胞运动副的欠驱动机构，包括：实验台支架、实验台基座、电机、减速器、欠驱动变胞源机构、变胞运动副、楔形块及滑块机构；实验台基座固定在实验台支架上，电机、减速器、欠驱动变胞源机构和滑块机构固定在实验台基底上；欠驱动变胞源机构包括摇杆、连杆、曲柄和主轴，主轴与减速器输出轴连接，主轴固定在曲柄一端，曲柄另一端与连杆转接，连杆与摇杆转接；变胞运动副设置在欠驱动变胞源机构中，一端连接摇杆，另一端通过楔形块连接滑块机构且可沿滑动机构滑动。本发明的欠驱动机构可以实现一个机构完成两个机构的功能，安装多个变胞运动副还可以实现一个机构完成多个机构的功能，可以减少电机的使用，减少能源的消耗。

摘要： 本实用新型涉及绝缘子检测机器人技术领域，特别涉及一种基于变胞周转锥齿轮系的绝缘子检测变胞机器人机构，包括蠕动式移动机构、第一周转锥齿轮系变胞夹持机构及第二周转锥齿轮系变胞夹持机构夹持机构，其中两个周转锥齿轮系变胞夹持机构设置于蠕动式移动机构两侧，在移动机构的移动下交替夹持绝缘子钢帽和伞裙，实现绝缘子检测变胞机器人在绝缘子串上的移动检测任务。两组周转锥齿轮系变胞夹持机构通过变胞周转锥齿轮系实现夹持机构夹爪转动和夹爪移动两种构态及其变换，完成对绝缘子钢帽的夹持任务，并且对绝缘子钢帽尺寸位置变化适应性强，夹持稳定，受力情况良好。

摘要： 一种空间可控变胞机构式码垛机器人机构，包括：平台、机械手装配体、机械手驱动机构以及平面定位机构。水平固定块固定在水平滑套上，实现机械手装配体与机械手驱动机构的装配，滑槽固定在平台上，实现机械手驱动机构与平台的装配，所述固定底杆固定在平台上，第一驱动电机和第二驱动电机均固定在平台上，实现平面定位机构与平台的装配。水平滑杆水平固定在垂直杆上，实现平面定位机构与机械手装配体的装配。本发明结构简单，便于加工制造与安装。当本发明处于三自由度构态工作状态时，能实现三维空间的精确定位，根据码垛工作起点和终点，调整出合适的一自由度构态完成码垛工作，此时只需一个电机可实现空间中码垛工作起点和终点之间的运动。

摘要： 一种空间全自由度变胞机构式码垛机器人机构，包括平台、平面定位机构、空间驱动机构以及机械手装配体，所述第一可控电机和第二可控电机均固定安装在平台上，平台固定杆固定在平台上，实现平面定位机构与平台的装配，滑槽固定在平台上，实现空间驱动机构与平台的装配，水平输出固定杆水平固定在垂直杆上，实现空间驱动机构与平面定位机构的装配，水平旋转滑块套在水平输出滑杆上，实现机械手装配体与空间驱动机构的装配。本发明结构简单，便于加工制造与安装，能够根据功能需求或环境的变化，实现空间中全自由度定位，能应对不同的工作场合下的不同工作任务。

摘要： 本发明属于仿生机械学及康复医疗领域，涉及基于变胞机构的可穿戴式主动型仿生假肢踝关节机构，包括主动型可双向锁死机构、动力屈伸机构、小腿护板及足部弹性支撑机构；主动型可双向锁死机构采用变胞机构原理改变踝关节自由度，实现踝轴的顺时针单向旋转锁死、逆时针单向旋转锁死、双向锁死及完全自由四种运动状态；动力屈伸机构利用绳索与弹簧机构的非线性运动特性，满足关节不同运动相的关节非线性刚度要求和运动轨迹要求，提高仿生踝关节的实际能量效率和使用安全性；足部弹性支撑机构和小腿护板，可提供多种运动步态所需的能量并满足不同人的穿戴特性。本发明有多种运动步态特性、运动稳定、能量利用率高、安全可靠，可提高康复性假肢的性能。

摘要： 本发明提供了一种基于变胞机构和平行四连杆机构的坐卧椅，包括：坐卧椅框架部分、平行四连杆与变胞机构部分、推动机构部分。坐卧椅框架部分采用力学性能可靠，截面尺寸合理的结构材料搭建，确保坐卧椅整体合理可靠，受载时结构安全；平行四连杆与变胞机构部分通过铰链实现各连杆之间的铰接，并当使用者坐于椅上时实现变胞机构的作用；推动机构部分使用一长度可伸缩变化的主动杆，由安置于坐卧椅扶手上的控制开关连接，推动机构的两端和平行四连杆与变胞机构相铰接，当使用者按下开关控制推动机构的长度变化时，可实现平行四连杆机构与变胞机构的旋转、伸缩联动，实现坐卧形式的转换并推动平衡轮向后伸出，确保坐卧椅整体的安全性。