单自由度

摘要： 对非线性弹簧与阻尼共同作用下的单自由度车辆悬挂系统进行振动特性研究。在研究中,建立单自由度非线性系统动力学模型,利用Melnikov方法分析悬挂系统发生混沌的临界条件,求出悬挂系统发生斯梅尔马蹄意义下混沌时的轨道激励幅值阈值,同时分析非线性刚度、悬挂阻尼等参数对悬挂系统混沌区域的影响。在进行单自由度车辆悬挂系统参数设计时,可以避开发生混沌的区域。

摘要： 通过有限元方法进行非线性动力时程分析获取解析的易损性曲线,计算量大且耗时。本文采用一种简化的计算方法,即基于单自由度的等效线性化模型,对钢筋混凝土框架结构进行地震易损性分析,并研究了该方法在结构高度上的适用性。通过选用5种典型的等效线性化模型对3栋不同高度的钢筋混凝土框架结构进行增量动力分析(IDA),得到了不同高度的结构在不同强度地震作用下结构的反应和易损性,并与OpenSees程序的计算结果进行对比,研究了等效线性化模型应用于RC框架结构易损性分析在高度上的适用性。分析结果表明:对于10层及以下的框架结构,基于单自由度的等效线性化模型在结构地震易损性分析中具有较好的适用性;对于更高层数的结构,由于高阶振型反应对整体结构反应的影响增大,基于单自由度等效线性化模型的易损性分析结果会出现明显的偏差。

摘要： 针对目前大多数下肢康复机器人结构复杂、造价高昂、控制不便等问题,文章优化设计出一款Watt-I型六杆机构式单自由度拟人步态下肢康复机构。对下肢康复机构进行尺度优化设计,以正常步态轨迹为目标轨迹对Watt-I型六杆机构进行轨迹综合,得到机构尺寸;对下肢康复机构进行轻量化设计,在SolidWorks中建立其三维模型,并导入到ANSYS Workbench中进行拓扑优化,得到优化后的简化模型;采用响应面方法对连杆板厚及边长等参数进行优化设计;基于优化后的机构对下肢康复机器人进行结构设计,给出三维模型。结果表明:该机构能很好地复现正常步态轨迹,目标轨迹点与对应机构轨迹点之间的平均位置误差仅为7.76 mm;在满足材料强度的条件下,轻量化后的六杆机构质量减少32.66%。该下肢康复机器人仅需一个匀速驱动即可为下肢运动障碍患者进行步行康复训练,具有普惠性。

摘要： 太阳电池阵是卫星系统重要组成部分,原固定安装模式远远不能满足实际工程需要。本文通过建立单自由度下对日跟踪模型,结合电池阵工作功率计算公式,定义效能比为评价标准,经过仿真分析单自由度对电池阵工作效能的提升度。同时,从机械结构故障角度,对双板单自由度系统可靠性进行联合分析,得出增加自由度对系统可靠性的影响情况。综上完成对GEO卫星单自由度下电池阵的效能分析,为该类型电池阵设计提供借鉴和依据。

摘要： 为探究弹跳机器人的起跳稳定性,课题组从机构设计的角度出发,根据蝗虫的腿部结构,提出了一种单自由度6杆弹跳腿机构.以StephensonⅡ型6杆机构为弹跳腿,首先利用闭环矢量方程法进行运动学分析,确定弹跳腿机构的运动学稳定性满足弹跳机器人的起跳需求;然后,对6杆弹跳腿机构的起跳阶段进行分析,确定弹跳机构在起跳时的起跳角度,并通过多约束条件的数学方法确定弹跳机构的杆件尺寸;而后,对弹跳机构的动态稳定性分析,确定机构的质心位置和总惯性矩,确保起跳过程不发生翻转,总惯性矩的变化越小,弹跳腿机构动态稳定性越好;最后,进行实例验证,用MATLAB中Fmincon函数对实例进行求解.结果表明此单自由度弹跳腿机构设计具有良好的弹跳稳定性.

摘要： 各工程领域中的细长柱体结构常因旋涡脱落导致结构振荡(或振动)甚至疲劳破坏,为了减弱或抑制涡激振荡(或振动),有必要针对有效的旋涡脱落抑制方法展开研究.本文采用首部射流方法设计了一套流动控制装置来抑制模型的涡激振荡.通过拖曳水池中开展的实验,利用Qualisys光学运动捕捉系统,针对3种开孔布置方案和多组射流流量进行测试,研究了雷诺数在2.4×104时定常首部射流(q/Q=0～0.0312)对单自由度模型涡激振荡的影响.实验结果表明:首部射流在不同程度上能有效地减小非定常涡放升力所引起的圆柱的横向位移.实验中还发现涡流脱落对横向位移的减少程度表现为2种不同的模式,即横向位移突然、明显的降低和随后一种处于饱和状态的位移状态.

摘要： 为研究车身垂向振动过程中减振器的能量消耗特性,推导初始位移状态下减振器在一个周期内消耗的能量(阻力功)的计算公式,得知仅在初始位移作用下,车身振动系统减振器消耗的能量只与阻尼比有关,与车身振动系统的固有频率无关.研究表明:对于单自由度振动系统,系统的阻尼比大于0.3时,减振器在一个周期内消耗的能量占初始位移状态输入系统功的98％,分别减小阻尼系数、增大质量、增大刚度,都会使减振器在一个周期内消耗的能量减少,振荡持续时间延长,有利于车身振动系统模态参数的测量.

摘要： 针对含有复杂非线性恢复力的单自由度电磁振动能量采集装置的系统辨识问题,提出一种电压映射识别方法.该方法能够在未知力学函数和电学函数具体形式的情况下,识别出采集系统的电磁机电耦合函数、等效电感函数、阻尼恢复力函数和弹性恢复力函数.利用含有五次多项式非线性恢复力的模型算例进行仿真验证,通过四阶龙格库塔法计算得到算例在简谐振动激励下随时间变化的响应;运用电压映射方法,成功识别了系统的电磁耦合函数、等效电感函数、刚度函数以及阻尼函数,与准确结果对比,识别结果具有良好的一致性.

摘要： 为了避免空调压缩机支架座的固定螺栓频繁因金属疲劳而断裂,对它的整体结构进行了改动,从而优化它的整体强度.通过分析它的功能,确定它的性能需求,明确其结构组成上的部件,最后对其升级改造.经过升级改造后的空调支架座,整体强度明显增加,为车辆空调压缩机提供稳定的支撑.减振装置能够过滤大部分的冲击载荷,避免了固定螺栓因金属疲劳而断裂,实现支架座与车身能够可靠的连接,从而稳定承托空调压缩机机体.

摘要： 太阳电池阵是卫星系统重要组成部分,原固定安装模式远远不能满足实际工程需要.本文通过建立单自由度下对日跟踪模型,结合电池阵工作功率计算公式,定义效能比为评价标准,经过仿真分析单自由度对电池阵工作效能的提升度.同时,从机械结构故障角度,对双板单自由度系统可靠性进行联合分析,得出增加自由度对系统可靠性的影响情况.综上完成对GEO卫星单自由度下电池阵的效能分析,为该类型电池阵设计提供借鉴和依据.

摘要： 提出并建立了一个可用于机器人辅助康复训练的虚拟环境.虚拟环境可以提供视觉反馈,将患者控制训练机械臂的运动映射为虚拟环境中的物体的运动,并采用虚拟力势场的方法,通过机械臂为患者提供相应的力反馈.最后,利用单自由度康复训练系统对一名健康男性进行了初步的实验研究.结果表明,该系统可以实现康复训练过程中的视觉和力觉交互,为患者提供暗示和帮助,在康复训练机器人领域有一定的应用前景.

摘要： 本文研究了受Gauss白噪声激励具有时滞反馈控制的单自由度强非线性系统响应的瞬态概率密度。首先时滞控制力可近似表示无时滞的控制力形式，则原系统近似等价为不具时滞的非线性随机系统。然后基于广义谐和函数的随机平均法得到等价系统的关于幅值瞬态概率密度的Fokker-Planck-Kolmogorov方程，并将幅值的瞬态概率密度近似表示为正交基函数的级数和，其中系数是随时间变化的，可用Galerkin法解得，本文选取的正交基函数为相应线性子系统的FPK方程的特征函数。最后由幅值的瞬态概率密度导出关于广义位移和广义速度的近似瞬态联合概率密度。将所提方法应用于受Gauss白噪声激励具有线性时滞反馈控制的Van der Pol振子和Duffing振子，通过与对原系统Monte Carlo模拟得到的结果相比较，表明该方法有很好的适用性及精度，同时简单讨论了时滞对系统响应的影响。

摘要： 本文导出了基于可控磁悬浮技术的单自由度磁浮式控制系统的动力学方程，采用定性分析方法，讨论了系统的稳定性，并应用数值方法，对系统在竖向地面谐振激励下的响应进行了定量分析，研究了系统的响应及其和激振频率、初始悬浮高度之间的关系。结果表明，受控体的初始悬浮位置是系统的稳定平衡点，且对有阻尼自治系统是渐进稳定的，而对无阻尼自治系统是L稳定的；系统的幅频特性曲线没有不稳定区和跳跃现象。

摘要： 本文针对巡飞弹引战配合的特殊性,提出了单自由度随动战斗部的概念.在定义了战斗部坐标系的基础上,给出了动态毁伤元命中点的公式,并提出了不同炸高条件下战斗部转角的角度要求.通过对反扭矩进行分析初步验证了单自由度随动战斗部技术的可行性.

摘要： 在有粘滞阻尼影响下的单自由度运动体系的模糊振动分析中，对模糊值函数的表达是采用模糊集的分解定理或扩张原理移植到模糊值函数的方式，这种方法给模糊值函数的研究工作带来很大的困难。利用模糊结构元的表达形式.可以有效的解决模糊数和模糊值函数的解析表达问题.为模糊分析的求解提供了新的途径.

摘要： 首次分析了一类单自由度非对称刚度系统，在一定的谐波激励下，系统发生亚谐波共振。分析表明，其亚谐共振频率有无穷多个。亚谐共振频率越大，位移幅值增加的速度越慢。

摘要： 针对永磁、电磁混合磁悬浮系统受诸多不确定因素的影响而且是典型的非线性系统,常规控制方法难以实现有效控制的问题,研究了模糊控制在混合磁悬浮系统中应用,给出了模糊控制规则及相应的隶属函数,设计了模糊控制器并在实际的单自由度混合磁悬浮系统中应用.测试结果表明模糊控制增强了系统的抗干扰能力和磁悬浮刚度,取得了良好效果.

摘要： 模态试验的频响函数有共同的分母,决定了模态的频率和阻尼.频响函数由多个模态叠加而成.本文提出的提纯算法,即为每个频响函数找出合适的权系数,多个频响函数计权相加后可以得到只含一阶模态的新频响函数.SIMO和MISO提纯后可得到一个频响函数,按单自由度识别模态频率和阻尼.MIMO提纯后多组频响函数可合成得到一组只含一阶模态的频响函数,按单自由度识别模态频率,阻尼和振型.新算法将传统的密集模态解偶转化到了简单的频响函数提纯,参数识别过程也不需要稳定图,计算速度有极大的提高.当多变量模态指示函数或复模态指示函数存在时,参数识别的速度可达到实时级.MIMO试验只要参考点数量合适,即使能量占比很小的模态,通过提纯算法也可得到非常协调的模态振型,精确的模态频率和阻尼.新算法尤其适用于耦合严重的超大阻尼模态试验.频响函数的提纯过程和飞机地面试验GVT的纯模态试验非常类似.

摘要： 为研究近场和远场地震动SDOF系统的输入能量谱特征,本文分别选取中国台湾集集地震中的近场和远场地震动记录作为输入,对比分析了近场和远场地震动的Fourier谱、能量时程和能量谱,并对能量谱进行了归一化处理和比较,讨论了阻尼比对能量谱的影响.结果表明:近场和远场地震动频谱特征不同,但其能量谱形状基本上由Fourier谱决定.近场地震动能量释放集中,速度快,持续时间短;远场地震动能量输入持续时间长,分布比较均匀.从能量谱谱值上看,近场地震动能量谱整体谱值要大于远场地震动.近场和远场地震动的归一化能量谱曲线趋势大致相同,但近场地震动的归一化能量谱震荡段较短,上升段较长.

摘要： 为研究近场和远场地震动SDOF系统的输入能量谱特征,本文分别选取中国台湾集集地震中的近场和远场地震动记录作为输入,对比分析了近场和远场地震动的Fourier谱、能量时程和能量谱,并对能量谱进行了归一化处理和比较,讨论了阻尼比对能量谱的影响.结果表明:近场和远场地震动频谱特征不同,但其能量谱形状基本上由Fourier谱决定.近场地震动能量释放集中,速度快,持续时间短;远场地震动能量输入持续时间长,分布比较均匀.从能量谱谱值上看,近场地震动能量谱整体谱值要大于远场地震动.近场和远场地震动的归一化能量谱曲线趋势大致相同,但近场地震动的归一化能量谱震荡段较短,上升段较长.

摘要： 本发明包括：固定的四节点连杆，其中，四个连杆以铰链的方式结合在一起，该固定的四节点连杆包括固定连杆、连接杆、输入侧传动连杆以及输出侧传动连杆，该固定连杆的位置是固定的，该连接杆定位在第一连杆的相对侧上，该输入侧传动连杆将连接杆的一侧上的端部与第一杆相连，该输出侧传动定位在该输入侧传动连杆的相对侧上；输入连杆部件，该输入连杆部件上附接有致动器，并且该输入连杆部件以铰接的方式结合在输入侧传动连杆的两个端部之间；以及输出连杆部件，该输出连杆部件固定地结合至输出侧传动连杆并且借助于输出侧传动连杆而被旋转，并且可将根据本发明的单自由度连杆装置和利用该单自由度连杆装置的机械手用于允许连杆装置之间的容易的附接和拆除并且根据所期望的目的实现机械手中的平滑动作。

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： 本发明涉及一种具有单自由度铰链的三自由度并联主轴头，属于数控机床技术领域。包括一个安装执行器的动平台和定平台，连接所述动平台和定平台之间的具有相同结构的第一、第二支链，以及连接所述动平台和定平台之间的与第一、第二支链结构不同的第三支链，该第一、第二、第三支链均含有一个主动驱动的运动副；所述第一、第二、第三支链中的铰链均采用移动副或者转动副这种具有单一自由度形式的铰链组合而成；所述第一、第二和第三支链分别与定平台以及动平台连接形成一个空间并联闭环机构，该空间并联闭环机构通过三个输入运动驱动动平台运动，实现一个移动自由度和两个转动自由度。该主轴头具有高灵活特性，且更容易保证精度和刚度。

摘要： 本发明包括：固定的四节点连杆，其中，四个连杆以铰链的方式结合在一起，该固定的四节点连杆包括固定连杆、连接杆、输入侧传动连杆以及输出侧传动连杆，该固定连杆的位置是固定的，该连接杆定位在第一连杆的相对侧上，该输入侧传动连杆将连接杆的一侧上的端部与第一杆相连，该输出侧传动定位在该输入侧传动连杆的相对侧上；输入连杆部件，该输入连杆部件上附接有致动器，并且该输入连杆部件以铰接的方式结合在输入侧传动连杆的两个端部之间；以及输出连杆部件，该输出连杆部件固定地结合至输出侧传动连杆并且借助于输出侧传动连杆而被旋转，并且可将根据本发明的单自由度连杆装置和利用该单自由度连杆装置的机械手用于允许连杆装置之间的容易的附接和拆除并且根据所期望的目的实现机械手中的平滑动作。

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： 本发明提供了一种绳索驱动的单自由度模块及采用其的多自由度机构，单自由度模块包括固定平台、活动平台、连接支链和驱动支链；驱动支链包括第一定滑轮、第二定滑轮、第一动滑轮、第二动滑轮、两根绳索和绳索驱动器，第一定滑轮和第二定滑轮设在固定平台上，二者分别设在连接支链的两侧；第一动滑轮和第二动滑轮设在活动平台上，二者分别设在连接支链的两侧，并第一定滑轮和第一动滑轮设在连接支链的同侧；其中一根绳索的一端相对第一定滑轮固定，另一端绕过第一动滑轮连接至绳索驱动器；另一根绳索的一端相对第二定滑轮固定，另一端绕过第二动滑轮连接至绳索驱动器。本发明能够适用于负载较大的场合，并且具备体积小、质量轻的优点。

摘要： 本发明公开了一种通用型飞行器三自由度和单自由度姿态综合调试平台，包括单自由度转动部件和三自由度转动部件，所述三自由度转动部件设置在固定支撑柱的顶部，包括球形万向节和连接部件Ⅰ，所述球形万向节安装在所述固定支撑柱的顶部，所述连接部件Ⅰ固接在所述球形万向节上；所述单自由度转动部件包括水平设置的转轴和连接部件Ⅱ，所述连接部件Ⅱ位置可调地固定在所述转轴上，所述转轴由所述固定支撑柱和滑动支撑柱支撑，所述滑动支撑柱固定在滑动底座上，所述滑动底座位置可调地固装在两根底部导轨上。本发明可用于对不同尺寸型号飞行器的三自由度及单自由度姿态进行调试，并且结构简单，搭建方便，可折叠，占用空间小，调试方便，使用安全。

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： 本发明涉及一种具有单自由度铰链的三自由度并联主轴头，属于数控机床技术领域。包括一个安装执行器的动平台和定平台，连接所述动平台和定平台之间的具有相同结构的第一、第二支链，以及连接所述动平台和定平台之间的与第一、第二支链结构不同的第三支链，该第一、第二、第三支链均含有一个主动驱动的运动副；所述第一、第二、第三支链中的铰链均采用移动副或者转动副这种具有单一自由度形式的铰链组合而成；所述第一、第二和第三支链分别与定平台以及动平台连接形成一个空间并联闭环机构，该空间并联闭环机构通过三个输入运动驱动动平台运动，实现一个移动自由度和两个转动自由度。该主轴头具有高灵活特性，且更容易保证精度和刚度。

摘要： 本实用新型公开了一种通用型飞行器三自由度和单自由度姿态综合调试平台，包括单自由度转动部件和三自由度转动部件，三自由度转动部件设置在固定支撑柱的顶部，包括球形万向节和连接部件Ⅰ，球形万向节安装在固定支撑柱的顶部，连接部件Ⅰ固接在球形万向节上；单自由度转动部件包括水平设置的转轴和连接部件Ⅱ，连接部件Ⅱ位置可调地固定在转轴上，转轴由固定支撑柱和滑动支撑柱支撑，滑动支撑柱固定在滑动底座上，滑动底座位置可调地固装在两根底部导轨上。本实用新型可用于对不同尺寸型号飞行器的三自由度及单自由度姿态进行调试，并且结构简单，搭建方便，可折叠，占用空间小，调试方便，使用安全。