公开(公告)号：CN114722531B

公开(公告)日：2024-06-07

申请号：CN202210368712.3

申请日：2022-04-08

Applicant: 湖北工业大学

Inventor： 任军 ,  曹秋玉 ,  李其良 ,  吴瀚海 ,  江辉 ,  兰骜桀 ,  汪泉 ,  牛飞宙

IPC: G06F30/17 ,  G06F30/20 ,  G06F119/14

Abstract: 本发明公开了一种柔性并联微操作机构递进优化设计方法、系统及机构，首先利用封闭矢量法建立柔性并联微操作机构运动学模型，分析柔性并联微操作机构的运动学性能；然后定义设计参数范围和全局灵巧度限制条件，以机构体积与工作空间体积比值最小为优化指标，建立尺度参数优化模型，对尺度参数进行优化设计；接着利用拉格朗日方程建立柔性并联微操作机构动力学模型，求解出柔性并联微操作机构的驱动力的表达式；最后基于优化后的尺度参数，以柔性并联微操作机构的固有频率限制、应力限制、柔性铰链设计参数范围为限制条件，以总质量和刚度线性加权值最小为优化目标，优化柔性铰链结构参数使得柔性并联微操作机构的动力学性能达到最优。

公开(公告)号：CN114654450A

公开(公告)日：2022-06-24

申请号：CN202210368707.2

申请日：2022-04-08

Applicant: 湖北工业大学

Inventor： 任军 ,  曹秋玉 ,  李其良 ,  吴瀚海 ,  江辉 ,  兰骜桀

IPC: B25J9/00 ,  B25J9/16

Abstract: 本发明公开了一种柔性并联微动机构尺度参数优化设计方法、系统及机构，首先利用坐标变换法建立柔性并联微动机构运动学模型，并分析柔性并联微动机构的运动学性能；然后基于机构的运动学模型，分析机构各个构件的动能、势能以及弹性势能；利用拉格朗日方程法建立机构的动力学模型，获取到机构的驱动力以及固有频率表达式；最后定义设计参数范围，在给定机构的工作空间的条件下，以固有频率最大为优化指标，对尺度参数进行优化设计。本发明针对柔性并联微动机构提出一种以运动学性能为约束条件，以动力学性能为优化目标，对机构的尺度参数进行优化设计，使得优化后机构的性能兼具运动学和动力学性能要求。

公开(公告)号：CN112329331B

公开(公告)日：2022-04-29

申请号：CN202011100220.3

申请日：2020-10-15

Applicant: 湖北工业大学

Inventor： 任军 ,  张强豪 ,  吴瀚海 ,  李其良 ,  曹秋玉 ,  何文浩

IPC: G06F30/27

Abstract: 本发明公开了一种基于质量和刚度混合添加的固有频率和振型配置方法，首先根据实际工程确定结构质量‑刚度混合添加的位置(此处结构质量‑刚度混合添加是指在自由度上添加质量块和支承刚度或者两自由度之间的连接刚度)，然后将添加后结构的矩阵增量(矩阵增量是指质量‑刚度混合添加后的矩阵增量)用向量的形式表现出来，最后将求解获得理想固有频率及振型所需改变结构量的问题转化为包含理想固有频率、振型及刚度添加量的数值优化问题，并通过遗传算法求解出所需添加质量‑刚度的大小。该方法提高设计效率，避免设计的盲目性，减少设计成本具有实际工程应用价值。

公开(公告)号：CN112329332B

公开(公告)日：2022-04-15

申请号：CN202011100229.4

申请日：2020-10-15

Applicant: 湖北工业大学

Inventor： 任军 ,  曹秋玉 ,  吴瀚海 ,  李其良 ,  张强豪 ,  何文浩

IPC: G06F30/27

Abstract: 本发明公开了一种基于添加刚度的固有频率及振型配置方法，首先根据实际工程确定结构添加刚度的位置(此处结构添加刚度是指在自由度上添加支承刚度或者两自由度之间添加连接刚度)，然后将添加刚度后结构的矩阵增量用向量的形式表现出来，最后将求解获得理想固有频率及振型所需改变结构量的问题转化为包含理想固有频率、振型及刚度添加量的数值优化问题，并通过遗传算法求解出所需添加刚度的大小。该方法可提高设计效率，避免设计的盲目性，减少设计成本具有实际工程应用价值。

公开(公告)号：CN113158529A

公开(公告)日：2021-07-23

申请号：CN202110528676.8

申请日：2021-05-14

Applicant: 湖北工业大学

Inventor： 任军 ,  曹秋玉 ,  李其良 ,  吴瀚海 ,  林有为

IPC: G06F30/23 ,  G06F111/04 ,  G06F119/14

Abstract: 本发明公开了一种基于柔性球铰的空间三平移并联微操作机构动力学建模方法，利用拉格朗日法建立机构的动力学模型。首先，基于伪刚体模型分别利用封闭矢量法和坐标变换法得到了机构输入与输出的雅克比矩阵和柔性球铰角位移与动平台位姿的关系。然后在指定坐标系下求解得到机构构件的总动能、总重力势能以及柔性球铰的弹性变形势能。将机构的总动能与总势能代入拉格朗日方程，整理得机构的动力学方程，进而得到机构的固有频率表达式。由MATLAB进行数值算例分析得到机构固有频率理论解，同时，利用ANSYS进行仿真分析，对比二者结果验证所建立的动力学理论模型的正确性。本发明专利对基于柔性球铰传递力与运动的微操作机构的动力学建模具有重要指导意义。