通过分析WABECOH双转台五轴立式数控机床各轴的运动关系,建立各轴运动关系的数学模型,并开展机床运动学求解,给出了该五轴机床后置处理的转动角度和坐标变换计算公式。根据转动角度和坐标变换的计算公式,利用C++语言开发了WABECOH五轴数控机床专用后置处理程序,基于所提后置处理方法进行了叶轮类复杂零件的加工仿真与实验验证。结果表明,所开发的专用后置处理软件生成的数控代码可以满足该机床五轴联动的要求,较好地解决了该类机床的后置处理问题。

基于对弹簧几何结构的深入分析与研究,提出了直线、折角与螺旋三种弹簧基本结构特征单元.基于三种结构特征,构建了弹簧几何信息模型数据结构,提出了结构单元组合拼接原理,并用链表存储单元信息.根据计算机图形学原理,在局部坐标系下解算了弹簧结构单元形状信息,并通过空间坐标变换,计算出弹簧各结构单元世界坐标系下的形状信息,建立了完整的弹簧信息表达模型.最后基于Qt与OpenGL,用C++语言开发了面向特征的弹簧零件建模原型系统,系统表明面向特征的弹簧几何信息表达方法效果逼真、操作方便,建模效率得到了极大提高.

研究非球面中较为常见的双曲面,采用坐标变换方法,针对刀具右倾、左倾和铅垂方向三种姿态,分别建立加工双曲面的数学模型。分析工件参数、刀具参数、刀具切削状态参数以及机床构型参数之间的函数关系,从而推导刀具位于铅垂方向的位置、双曲面的矢高和口径等关键技术指标的变化规律,基于此推演不同姿态下双曲面最大矢高和最大口径,从而明确了保证无干涉现象的双曲面加工范围。这里的方法与结论为加工双曲面的参数选取提供参考。

基于机器视觉在工业上的广泛应用,对用于气阀装配的机器人视觉系统进行了标定研究,包括基于主动非线性的相机标定和基于Eye-in-hand方法的手眼标定,经实验证明,标定后的视觉系统对气阀的定位精度误差为0.52 mm,达到了气阀的定位与装配精度要求,实现了基于视觉的气阀与气缸间的定位与装配,对其他机器人视觉定位研究与设计具有重要的实用价值和意义。

基于智能体系统进行水池故障模拟试验,提出传感器系统设计方法,详细说明了适应于智能体水池试验的测速设备及方法,针对试验环境,建立坐标系,通过坐标变换,根据不同象限轨迹角计算公式,得到智能体在固定坐标系的各坐标轴上的速度分量,为进行智能体运动控制研究及状态监测研究奠定了基础。智能体系统水池故障模拟试验结果验证了文中所设计的传感器系统的有效性。

针对离子交换实验的定源扩散，提出了一种求解正六边形自聚焦透镜折射率分布的理论模型．并在此基础上采用分离变量法和坐标变换，求得了正六边形自聚焦透镜折射率分布的解析解．通过Matlab对该解析解进行了模拟比较，定性、定量地证明了其正确性．

为了解决实测转子振动时所产生的失真问题,分析了非正交坐标系中转子振动的变化,建立了非正交坐标系与正交坐标系的变换关系,并进行了实验验证.结果表明,无须强求两个传感器相互垂直安装,只要利用本文所建立的变换关系仍可得到转子在正交坐标系中的振动,但两个传感器间的夹角最好控制在25°～155°之间.由此不会产生明显的误差,为传感器的安装带来极大的方便.

为进一步提高调平对心的效率和精度,对基于调平对心误差补偿的自动调平对心的原理与系统实现进行研究。应用坐标变换方法,分析经纬仪水平倾斜误差造成的对心偏差,推导出补偿公式,设计研究自动调平对心系统的补偿原理和结构,并通过实验分析调平对心误差对测角的影响。实验结果表明,误差补偿后的经纬仪对心精度可达0.04 mm,更好地提高经纬仪调平对心的精度,减少操作人员的主管因素产生的误差,缩短设备展开和测量时间。

通过实例分析齿轮-凸轮组合机构,介绍了实现给定输入输出角速度关系曲线的齿轮-凸轮组合机构凸轮廓线的解析法设计方法,提高了机构设计的精确性、可靠性和设计结果的直观性。

针对现在机器人多驱动并且其运动学特性和控制系统复杂的情况,设计了一种具有躲闪功能的机器人腰部结构,该结构具有单驱动、多自由度、结构简单、运动分级精确并且易控制的特点。介绍了该机器人腰部结构的运动学原理及相关初始参数的选择,并用Denavit-Hartenberg(D-H)法求解出上身在不同情况下的坐标变换矩阵,并得出机器人的正解和逆解;最后建立了该结构的三维模型,简化并导入ADAMS软件进行运动学仿真分析,并通过实验验证了该结果。