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[发明专利]柔性并联微动机构尺度参数优化设计方法、系统及机构-CN202210368707.2有效
发明人：任军;曹秋玉;李其良;吴瀚海;江辉;兰骜桀 -专利权人：湖北工业大学
申请日： 2022-04-08 - 公布日： 2023-04-28 - 主分类号： B25J9/00 文献下载
摘要：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。
柔性并联微动机构尺度参数优化设计方法系统

[发明专利]一种新型三自由度柔性并联微转台-CN202210284829.3在审
发明人：任军;吴瀚海;李其良;江辉;兰骜桀;曹秋玉;汪泉;张万成 -专利权人：湖北工业大学
申请日： 2022-03-22 - 公布日： 2022-08-02 - 主分类号： B25J9/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种新型三自由度柔性并联微转台，包括机架、动平台、一条中心支链以及均匀布置于动平台、机架之间的若干条结构相同的运动支链，机架上设置有若干条均匀布置且相交于一点的水平直线导轨。中心支链是由第一中心立柱、柔性球铰、第二中心立柱组成。若干条结构相同的运动支链均依次由水平直线导轨、压电陶瓷驱动器、移动滑块、第一柔性球铰、连杆、第二柔性球铰组成。本发明由于柔性铰链具有无间隙、无摩擦、和无润滑等一系列优点，使得由柔性铰链作为被动副所构建的机构具有高分辨率和高重复定位精度的特性。本发明的新型三自由度柔性并联微转台可以在工作空间内提供微弧度级运动精度。
一种新型自由度柔性并联转台

[发明专利]一种新型精密柔性并联指向机构-CN202210284914.X在审
发明人：任军;李其良;吴瀚海;兰骜桀;江辉;曹秋玉;汪泉;林有为 -专利权人：湖北工业大学
申请日： 2022-03-22 - 公布日： 2022-07-29 - 主分类号： B25J9/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种新型精密柔性并联指向机构，包括静平台、压电陶瓷驱动器、第一柔性铰链、连杆、第二柔性铰链、动平台；连杆与连杆之间通过第二柔性铰链连接，连杆通过第一柔性铰链与静平台连接，连杆通过第一柔性铰链与动平台连接；第一柔性铰链、若干连杆、若干第二柔性铰链、第一柔性铰链组成一支链，静平台与动平台之间设置有若干支链；压电陶瓷驱动器设置有若干，一端设置在静平台上，另一端与临近的连杆连接，使连杆做绕柔性铰链中心的微转动。本发明的静平台和连杆之间以及连杆和动平台之间通过柔性铰链连接，柔性铰链具有无间隙、无摩擦、无润滑、高精度等优点、可以使机构具有高精度、高分辨率、高重复定位精度的特性。
一种新型精密柔性并联指向机构

[发明专利]一种柔性并联微操作机构递进优化设计方法、系统及机构-CN202210368712.3在审
发明人：任军;曹秋玉;李其良;吴瀚海;江辉;兰骜桀;汪泉;牛飞宙 -专利权人：湖北工业大学
申请日： 2022-04-08 - 公布日： 2022-07-08 - 主分类号： G06F30/17 文献下载
摘要：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。
一种柔性并联操作机构递进优化设计方法系统

[发明专利]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-CN202011100220.3有效
发明人：任军;张强豪;吴瀚海;李其良;曹秋玉;何文浩 -专利权人：湖北工业大学
申请日： 2020-10-15 - 公布日： 2022-04-29 - 主分类号： G06F30/27 文献下载
摘要：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。
一种基于质量刚度混合添加固有频率配置方法

[发明专利]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-CN202110528676.8有效
发明人：任军;曹秋玉;李其良;吴瀚海;林有为 -专利权人：湖北工业大学
申请日： 2021-05-14 - 公布日： 2022-04-29 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：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。
基于柔性空间平移并联操作机构动力学建模方法

[发明专利]一种基于添加刚度的固有频率及振型配置方法-CN202011100229.4有效
发明人：任军;曹秋玉;吴瀚海;李其良;张强豪;何文浩 -专利权人：湖北工业大学
申请日： 2020-10-15 - 公布日： 2022-04-15 - 主分类号： G06F30/27 文献下载
摘要：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。
一种基于添加刚度固有频率配置方法

[发明专利]一种基于添加质量的固有频率和振型配置方法-CN202011100240.0有效
发明人：任军;张强豪;李其良;吴瀚海;曹秋玉;何文浩 -专利权人：湖北工业大学
申请日： 2020-10-15 - 公布日： 2022-04-15 - 主分类号： G06F30/27 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于添加质量的固有频率和振型配置方法，首先根据实际工程确定结构添加质量的位置，然后将添加质量后结构的质量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目标固有频率、振型及质量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。
一种基于添加质量固有频率配置方法

[发明专利]一种新型3-PSS三维平动柔性并联微动平台-CN202110526711.2在审
发明人：任军;何文浩;吴瀚海;李其良;林有为 -专利权人：湖北工业大学
申请日： 2021-05-14 - 公布日： 2021-08-13 - 主分类号： B25J9/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种新型3‑PSS三维平动柔性并联微动平台，包括机架、压电陶瓷运动平台、移动滑块、柔性球铰、连杆、动平台。压电陶瓷运动平台一共有三个，分别控制三个滑块在压电陶瓷运动平台上做竖直方向的直线运动。连杆和滑块之间以及动平台和连杆之间都是通过柔性球铰连接，每个滑块上的两根连杆构成平行四边形，连杆又作用于动平台，最终带动动平台运动，实现机构的动平台精确移动。本发明由于柔性铰链具有无间隙、无摩擦、和无润滑等一系列优点，使得由柔性铰链作为被动副所构建的机构具有高分辨率和高重复定位精度的特性。本发明的新型3‑PSS柔性并联微动平台可以在工作空间内提供微米级运动精度。
一种新型 pss 三维平动柔性并联微动平台

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