双自由度

摘要： 针对地铁车辆轴温实时监测系统自供能的问题,文中提出了一种新型悬浮磁体结构的双自由度轨道车辆轴箱振动能量采集器,以便将车辆轴箱工作环境中存在的振动能转换为电能。基于机械集总系统模型和机电耦合模型,通过多物理场耦合构建了双自由度振动能量采集器有限元模型。加入内圈辐射充磁磁体,设计了新型悬浮磁体结构,并研究了在简谐激励下振动能量采集器的输出特性。与铜块-永磁体复合式悬浮磁体结构相比,该结构输出性能提高了165%,俘能系统峰值输出电流为63.0 mA,峰值功率为13.22 mW。文中研究内容为提升磁悬浮式振动能量采集器的响应特性和输出性能提供了理论支撑。

摘要： 提出了一种适合采集轨道车辆轴箱振动能量的磁悬浮式双自由度振动能量采集器。基于单自由度磁悬浮振动能量采集器的基本原理,设计磁悬浮式双自由度振动能量采集器的基本构型。利用磁偶极子模型,推导了圆柱磁铁的磁力方程,建立了磁悬浮式双自由度能量采集系统的动力学方程。考虑到系统具有的强非线性特点,利用龙格⁃库塔方法,得到了系统的幅频响应曲线。根据轨道车辆轴箱实测时间历程和频率分布特点,设计了磁悬浮式双自由度振动能量采集器的核心参数。对比分析单自由度振动能量采集器和双自由度振动能量采集器的频率响应特性。研究结果表明:非线性双自由度振动能量采集器可以有效拓宽俘能装置的工作带宽,进而提高能量采集功率。在简谐振动激励下,双自由度振动能量采集器比单自由度振动能量采集器的输出功率增加了约1.1倍,且工作带宽可以拓宽约2.7倍;在实测的轨道车辆轴箱振动激励下,双自由度振动能量采集器在一站间可采集到31.5 mJ能量,峰值感应电流为14.6 mA,峰值输出功率为9.4 mW。

摘要： 提出一种具有可调双消声波峰的压电式消声器,可依据降噪要求来调节电压和穿孔率大小,实现两个低频段的声波吸收可调谐。运用Comsol声固耦合模块计算消声结构参数对频移特性影响的规律:穿孔率减小,双消声峰向低频偏移,第二消声峰的幅值和频率范围明显减小,反共振点位置不变;膜厚增加,第一阶消声峰值基本不变,第二阶消声峰值向低频偏移。分析了不同加载电压下的压电薄膜位移变化情况,搭建实验平台测试不同电压条件下结构的传输特性,基于逆压电效应的压电薄膜可以有效地抑制或增强膜的振动响应,改变反共振点位置,电压由0增加到300 V,第一消声峰值频率向高频偏移85 Hz,第二消声峰向高频域移动了125 Hz。

摘要： 输电导线的安全性对电网系统的稳定运行非常重要,采用数值方法研究不同约化速度下双自由度输电导线的受力及流致振动响应。结果表明,导线在顺流向的振动频率为横流向的2倍,多数约化速度下导线的位移状态呈“8”字形。当约化速度在3~4或大于6时,导线横流向位移峰值处的运动方向与顺流向一致;当约化速度在小于3或在4~6时,导线横流向位移峰值处的运动方向与顺流向相反。另外,单、双自由度的升阻力系数随约化速度变化的规律相似。

摘要： 基于加速度计或陀螺仪的测姿方法均存在大角度条件下姿态角误差放大、突变问题。对大俯仰角测量,通过预置欧拉旋转法可确定冗余加速度计的布置方式,降低了俯仰角测量误差。对大俯仰角条件下的滚转角测量,提出基于角速率阈值判定的陀螺解耦测姿算法。当俯仰角速率大于设定阈值时,采用角速度投影可钳制滚转角误差的漂移;当俯仰角速率小于设定阈值时,采用角速度积分可避免角速度投影造成的姿态误差放大。通过理论推导、分析和仿真,预置欧拉旋转法能有效避免大俯仰角条件下俯仰角姿态误差放大,陀螺解耦测姿算法能在振荡环境下长时间保持滚转角精确度。

摘要： 电能路由器是能源互联网的核心设备,是下一代智能电网的重要标志.受拓扑架构限制,传统区域电能路由器存在带载能力有限和无功功率无法柔性运行的缺点.为此,该文拟构建一种串并联架构新型区域电能路由器,通过增加一条并联能量流动通道,突破传统路由器100％能量传输和无功功率刚性运行的双重界限.对串并联架构路由器的功率流柔性运行机理进行分析,给出其在不同运行模式下功率流的计算方法,以揭示路由器系统的运行规律.为实现对能量的主动控制,提出一种双自由度功率流柔性控制策略,分别控制交流电网输入电流幅值和输出交流母线电压相位角的自由度,从而灵活配比交流电网与直流母线之间的有功功率以及串、并联变换器之间的无功功率.在不增加系统容量和交流输入配电网的情况下,可实现有功功率最大允许量为200％ 及无功功率最大允许量为120％ 的传输目标,为路由器实现大功率能量柔性传输提供了设计思路和解决方案.

摘要： 针对双方向震动的杆梁结构,设计一种双自由度组合式悬臂梁吸振器,可实现对被减振结构横纵两个方向上的吸振.建立双自由度组合式悬臂梁吸振器动力学模型,按照单自由度吸振器的方法设计吸振器参数,将吸振器建模并安装在横纵两方向固有频率不同的杆梁结构上,并通过有限元软件进行谐响应分析,观察主系统安装本吸振器前后的位移峰值变化.结果表明,对于横纵两方向共振频率不同的杆梁结构,在安装该吸振器后,在双方向上的减振效果均达到了25 dB以上.

摘要： 为了研究双自由度子母管线周围的绕流特征,本文采用高精度浸没边界方法模拟了不同布置条件下双自由度子母管线的涡激振动特性,探讨子母管线质量比、间距比、空隙比和角度对子母管线低雷诺数振动特性及水动力的影响.结果表明:随着子母管线的质量比和间距比的增大,管线涡激振动的最大振幅逐渐减小,发生锁定的区间也变窄.不同角度对子母管线涡激振动的抑制作用不同,子管与母管并列时对子母管线涡激振动的抑制作用更强.另外通过对流向和横向耦合振动的分析可发现,低质量比时流向振动对横向振动的振幅和频率影响较大,而高质量比时这种影响相对较小.

摘要： 将双自由度的斜支承包装系统作为研究对象,建模并求得系统在后峰锯齿波作用下的冲击动力学方程,采用四阶Runge-Kutta法对其作数值分析.将系统频率比、无量纲脉冲激励时间作为两个坐标轴,系统关键部件的动力学放大因子作为评价指标,获得三维冲击响应谱,探讨相关参量对其最大加速度的影响.结果显示:低频率比范围内,增大无量纲脉冲激励幅值使关键部件的最大加速度波动略有加剧,增大倾斜角度使关键部件的最大加速度显著增大,增大质量比可有效减小关键部件的最大加速度;关键部件的最大加速度受低频率比的影响较为显著.

摘要： 本课题是在双足机器人的基础上开发一个双自由度的控制平台。目的在于对假肢进行步态测试，以得到更为客观的反馈信息。本系统采用固高控制卡作为控制核心。直流伺服电机作为动力装置，通过对人体膝关节和髋关节角度信号的模拟，最终达到模拟人腿的步态行走。模拟膝关节和髋关节的角度信号则是利用控制卡自带的函数库。在VC环境下进行编程，通过相应的算法达到最终的目的，并通过实验验证了此方法是可行的。

摘要： 飞行姿态模拟台是模拟飞机的飞行姿态,即模拟飞机的横滚和俯仰.建立飞行姿态模拟台控制系统的数学模型为其提供了理论依据及相关的稳定性、可控性.依据设计原理和控制原理提供了建立数模方法及稳定性的判断依据.通过对数字PID控制的理论和设计原理分析,得到了相关数字PID控制策略.飞行姿态模拟台研制成功证明数模建立的正确性及其数字PID控制策略可行性.

摘要： 飞行姿态模拟台是模拟飞机的飞行姿态,即模拟飞机的横滚和俯仰.建立飞行姿态模拟台控制系统的数学模型为其提供了理论依据及相关的稳定性、可控性.依据设计原理和控制原理提供了建立数模方法及稳定性的判断依据.通过对数字PID控制的理论和设计原理分析,得到了相关数字PID控制策略.飞行姿态模拟台研制成功证明数模建立的正确性及其数字PID控制策略可行性.

摘要： 飞行姿态模拟台是模拟飞机的飞行姿态,即模拟飞机的横滚和俯仰.建立飞行姿态模拟台控制系统的数学模型为其提供了理论依据及相关的稳定性、可控性.依据设计原理和控制原理提供了建立数模方法及稳定性的判断依据.通过对数字PID控制的理论和设计原理分析,得到了相关数字PID控制策略.飞行姿态模拟台研制成功证明数模建立的正确性及其数字PID控制策略可行性.

摘要： 飞行姿态模拟台是模拟飞机的飞行姿态,即模拟飞机的横滚和俯仰.建立飞行姿态模拟台控制系统的数学模型为其提供了理论依据及相关的稳定性、可控性.依据设计原理和控制原理提供了建立数模方法及稳定性的判断依据.通过对数字PID控制的理论和设计原理分析,得到了相关数字PID控制策略.飞行姿态模拟台研制成功证明数模建立的正确性及其数字PID控制策略可行性.

摘要： 本发明公开了一种6自由度机器人或7自由度机器人的奇异性处理方法，包括以下步骤：S1、建立运动学模型并完成运动学分析；S2、求解雅可比矩阵，进行奇异性分析，计算出奇异值；S3、获得最大阻尼值λmax和奇异区域[0,ε]，以该奇异区域作为第一奇异性判据，并引入奇异阻尼函数；S4、以关节速度是否超速度极限作为第二奇异性判据，并引人微缓冲区、以及缓冲阻尼函数；S5、利用虚拟力来引导机器人从非安全区域进入安全区域；S6、进行奇异性校验。该奇异性处理方法在奇异性判断上采用双判据组合的方式，对奇异性进行更细致更准确的划分，引入可产生平滑的虚拟力的奇异势能函数引导机器人从非安全区域进入安全区域，从根本上解决雅克比逆不稳定而产生的弊端。

摘要： 本发明公开了一种包括二自由度执行机构的自由度多方位微动台，包括底座、液压杆和微动台面，所述底座的内部从外到内依次开设有导向腔和定位腔，所述第一音圈电机定子的内部活动安装有第一音圈电机输出轴，且第一音圈电机定子的内壁上固定安装有第一环形气浮垫，所述定位杆的下端活动安装于导向腔的内部，所述导杆之间固定有第二音圈电机定子，且第二音圈电机定子的中部固定连接有第二音圈电机输出轴的一端，所述底座设置于微动台面的顶部。该包括二自由度执行机构的自由度多方位微动台，减少自由度使用调节时的摩擦导致动能消耗，提高定位精度和使用减震效果，并且方便微动台的使用多方位定位安装。

摘要： 本发明公开了一种可重构自由度形式的三自由度并联机构，其包括定平台、动平台和绕定平台的轴线均布的三条支链，每条支链均包括直线滑轨、滑块、扭转机构、转动块、连杆和两个虎克铰，所述直线滑轨的上端与定平台垂直连接，所述滑块与直线滑轨滑动连接并通过扭转机构与转动块连接，从而使转动块能够随滑块上下移动和绕水平轴线旋转，所述连杆的一端通过第一虎克铰与转动块连接，另一端通过第二虎克铰与动平台连接。本发明通过改变虎克铰的姿态来实现自由度形式的重构，使并联机构既可以工作在三自由度移动模式，也可以工作在三自由度转动模式，在不更换机构的情况下使动平台完成不同的空间运动，从而有效降低了设备投资，提高了工作效率。

摘要： 本发明提出二自由度位移测量的法布里珀罗光栅干涉仪及其测量方法和六自由度干涉仪，所述二自由度位移测量干涉仪包括激光光源、分光镜、光栅、二自由度位移发生装置、用于形成第一F‑P腔具有部分透射表面1的光学器件、用于形成第二F‑P腔具有部分透射表面2的光学器件、光电探测模块1、光电探测模块2和信号处理模块；本发明所述二自由度位移测量干涉仪及其测量方法将可动的光栅作为被测目标腔镜，两F‑P腔基本单元对称放置，实现以光栅栅距为基准的、对光栅面内平动位移的测量和以激光波长‑光栅栅距为基准的、对垂直光栅面的运动的测量。本发明还以二自由度F‑P光栅干涉仪作为测头，以四测头布局实现对光栅平面的六自由度测量。

摘要： 一种具有单自由度和双两自由度变换的三构态变胞机构，包括驱动连杆、传动连杆、三角架、输出连杆、机架和销轴，所述驱动连杆包括前摇杆、中摇杆和后摇杆，所述销轴包括第一销轴、第三销轴和第四销轴，第一销轴和第三销轴重叠限位时，驱动连杆全部运动，实现十连杆两自由度与十一连杆两自由度两种构态之间的变换；第一销轴和第四销轴重叠限位时，驱动连杆为前摇杆，实现十连杆两自由度与十连杆单自由度两种构态之间的变换。本机构具有一个单自由度和两个两自由度变换，三种构态变胞特点，具有大柔性，大运动空间，高稳定性等优点，实际工程应用时，所有驱动杆的驱动电机均能够安装在机架上，动态性能高，亦能够以广泛应用于生产制造、航空航天、医疗保健等工程各个领域。

摘要： 本发明公开了一种基于二自由度超声电机的六自由度并联运动平台，包括超声电机底座模块、并联运动平台模块和万向旋转支承杆模块。本发明采用超声电机与并联运动平台结合的设计，使上活动平台实现六个自由度的高精度瞬时运动，包括横向移动、纵向移动、升降、俯仰、偏航和横滚，解决了六自由度并联运动平台工作时不便调节和工作精度不高的问题；万向旋转支撑杆模块采用上端球副，中间燕尾滑槽配合和下端万向节副的运动副结构，以实现万向旋转支承杆在多个方向的灵活调整，对上活动平台起到辅助支撑作用，增强结构刚度；通过螺栓连接加装外壳的设计，以起到防尘、降噪和保护内部零件的功能。

摘要： 一种可重构自由度形式的三自由度并联机构，包括定平台、动平台和绕定平台的轴线均布的三条支链，每条支链均包括直线滑轨、滑块、扭转机构、转动块、连杆和两个虎克铰，直线滑轨的上端与定平台垂直连接，滑块与直线滑轨滑动连接并通过扭转机构与转动块连接，从而使转动块能够随滑块上下移动和绕水平轴线旋转，连杆的一端通过第一虎克铰与转动块连接，另一端通过第二虎克铰与动平台连接，通过扭转机构来改变虎克铰的姿态，通过改变虎克铰的姿态来实现自由度形式的重构。本发明三自由度并联机构既可工作在三自由度移动模式，也可工作在三自由度转动模式，在不更换机构的情况下使动平台完成不同的空间运动，从而有效降低了设备投资，提高了工作效率。

摘要： 本实用新型涉及一种两自由度双臂90度与180度双功能大型件翻转机，包括底座、上工作台架和下工作台架。其特征是：底座上设有带托辊的弧形基础辊道，并设有驱动装置；上、下工作台架均为半圆柱体形状，其外圆两端沿圆周方向分别固联有两条半圆弧形支撑轨道和环形滑轨，上、下台架中间各设有一条与半圆弧形支撑轨道平行的半圆弧形齿圈，上工作台架和下工作台架通过开合旋转轴铰链连接，该开合旋转轴位于整车回转中心轴与上、下工作台架的回转中心轴重合处。本实用新型的优点是：承载能力强，装卡方便、可靠；该翻转机结构简单、整体高度小、制造方便、成本低廉、安全可靠。

摘要： 本发明公开了一种内置液压流道的单自由度关节及其构成的三自由度关节。单自由度关节由转子和转轴组成，转子与转轴内部加工互相配合的流道，通过内部流道将关节一端的油液输送到另一端，可以在液压驱动关节中避免使用液压软管连接关节两端的液压管路，从而减小液压软管对关节性能带来的不利影响；单自由度关节与双自由度关节进一步组成三自由度关节，由三个驱动执行器驱动，可大幅减小关节体积和质量，确保关节灵活转动。

摘要： 本实用新型公开了一种双自由度工作台和利用双自由度工作台的激光活化装置，用于在不同维度对治具上的工件进行激光活化，双自由度工作台至少包括第一转动部、第二转动部以及联动支架，第一转动部包括第一电机、第一转轴以及第一夹具体，第一转轴固定连接第一电机，第一夹具体固定连接第一转轴，第一电机驱动第一转轴以带动第一夹具体沿X轴旋转；第二转动部至少包括第二电机、第二转轴，第二转轴连接第二电机和联动支架，联动支架连接第一转动部，第二电机驱动第二转轴并带动联动支架以及第一转动部沿Y轴进行旋转，Y轴垂直于X轴。能够从不同的维度对待加工工件进行激光加工。