设计一种双偏心质量块驱动的球形机器人,运动时球体同时受到内部驱动单元产生的偏心力和惯性力的作用。由于独特的球形外壳与地面之间近似点接触,机器人在动静状态转换过程中,摩擦阻力无法抵消因内部驱动单元微小的运动误差而带来的机器人运动状态的改变。为了使球形机器人直线运动能够平稳启停且速度可控,研究一种双偏心质量块驱动球形机器人的...
目前研究并联结构六维力传感器多以各向同性作为传感器性能优劣的评价指标,而实际中,传感器是用来执行一定的任务,而这一任务并不一定需要传感器为各向同性的结构。故而,面向任务的传感器结构设计具有重要的工程实践意义。基于此,应用螺旋理论建立并联式六维力传感器的静态数学模型;基于抓取规划中作业建模思想,建立传感器的任务模型,并将任务模...
针对蟑螂机器人直接串联式腿构形承载能力差、机体刚度不能满足要求,以及单腿少于3自由度构形不能精确控制机体位姿的问题,设计一种基于双四杆机构的仿生蟑螂机器人。对机器人求运动学逆解,求得各个驱动关节转角;对机器人进行静力学分析,通过解析法得到关节驱动电动机所需的驱动转矩;用可视化的方法对机构的工作空间进行分析,同时提出快速工作空...
螺旋锥齿轮啮合刚度计算是其动力学分析的基础,螺旋锥齿轮动力学分析中多用正弦或余弦级数对轮齿刚度曲线进行近似处理,进而影响动力学分析计算的精度。基于螺旋锥齿轮加载接触有限元分析原理,研究螺旋锥齿轮啮合刚度计算方法,给出使用有限元软件计算螺旋锥齿轮刚度的关键技术及前处理方法,应用有限元分析软件ABAQUS构建一对五齿螺旋锥齿轮模型...
针对多关节机械手路径优化问题,提出一种改进快速搜索随机树（Rapidly-exploring random trees,RRT）优化算法。利用标准RRT算法规划初始可行路径,根据路径长度与路径安全性计算出该路径代价。在后期搜索树生长过程中,中间目标点并非随机采样,而是选择能使当前路径代价低于其之前路径代价的节点,同时对该节点进行距离检测,避免产生过于密集的节...
提出一种新型的过约束2RPU＋UPU机构,该机构的两个RPU分支一共提供了4个约束,但由于机构运动副的特殊布置,其中的两个约束为过约束。机构中的UPU分支为机构提供了一个约束力。建立该机构的速度约束方程,并基于此分析了该机构的自由度。建立该机构的几何约束方程,确立表达机构末端位姿的独立运动参数。导出机构上平台的位姿、速度和加速度耦合关...
摩擦诱发的自激振动对工程系统有很大的危害性。理解摩擦自激振动的成因以及寻找相应的振动控制策略对工程系统设计具有重要的理论和实际意义。通过对常用的两类摩擦模型数值特征分析探讨了摩擦自激振动问题,并提出一种基于模糊建模的自适应主动控制策略。讨论摩擦自激振动的解析解并对Coulomb摩擦和Stribeck摩擦产生的极限环进行数值仿真研究。...
定义动力总成悬置系统的广义力传递率及其积分和,适于作为动力总成悬置系统隔振特性优化设计计算的评价指标。提出以广义力传递率积分和极小化为目标的动力总成悬置系统优化设计计算方法,对动力总成—悬置系统的刚体振动模态频率的分布范围加以约束,可实现悬置系统布置参数和悬置元件刚度的优化。基于一种客车的动力总成—悬置系统,进行较完整的...
飞机颤振模型的结构设计是一个以固有频率为目标且具结构相似要求的反求问题。为了实现设计兼具结构和弹性特征相似的机身比例模型的目的,提出基于拓扑优化技术的机身颤振模型结构设计方法。该方法采用含规则几何形状的有限元集合描述机身骨架的结构特点,引入独立于有限单元网格的＂节＂作为结构修改的基本单位,构建与原机结构相似的格栅骨架加...
支持矢量数据描述（Support vector data description,SVDD）是一种单值分类方法,可以解决故障诊断中故障样本缺乏的问题。矢双谱方法是基于全矢谱信息融合的双谱分析方法,能够有效融合旋转机械的双通道信息,更加全面、准确地反映信号中所包含的非线性故障特征信息。为实现在缺乏故障样本的情况下,对设备故障进行有效的智能诊断,提出一种矢双谱...
磁流变弹性体是磁流变材料的一个新的分支,兼有磁流变液和弹性体的优点,在结构振动的主被动一体控制中有着广泛的应用前景。利用磁流变弹性体的可控刚度和阻尼特性,基于挤压式受力方式,设计一种磁流变弹性体隔振器,并对其在不同外加控制电流和激励频率下的振动响应特性进行了相关试验测试,分析和研究外加控制电流和激励频率对隔振器的振动响应特...
用超声速微粒轰击表面纳米化技术在1Cr18Ni9Ti不锈钢表面制备了晶粒尺寸约为30 nm的具有随机取向的等轴状纳米晶表层,后用低温离子渗硫技术在部分纳米化样品和原始样品表面分别制备了硫化物层。在УТИ-1000型球盘式摩擦磨损试验机上对比研究了干摩擦条件下纳米化处理前后的1Cr18Ni9Ti不锈钢及两种渗硫试样的摩擦学性能。结果表明,纳米化处理明显...
目前离子液体在机械润滑研究领域受到重视,但对离子液体润滑成膜能力的研究还不多。利用纳米级膜厚测量仪考察几种具有不同阳离子侧链长度的普通磷酸盐离子液体在不同压力下的成膜能力,同时利用相近粘度的硅油作为对比对象,探讨离子液体的润滑失效及抗压能力。结果表明,在卷吸速度较高时,这几种离子液体的润滑行为符合弹流润滑规律,而在较低卷吸...
建立一具有三维分形特性的弹塑性粗糙表面与一理想刚性平面接触的热力耦合模型,充分考虑粗糙表面接触微凸体间的相互作用及接触界面摩擦热流耦合等的影响。运用大型有限元软件ANSYS中的非线性有限元多物理场方法,数值模拟并分析了滑动摩擦过程粗糙实体的热、力分布规律。发现由于速度的突变,滑动初始摩擦表面最高温度急剧升高,而匀速滑动中温升...
硬盘（Hard disk drives,HDDs）是当前信息存储的主要器件,它的尺寸越来越小、容量越来越大,磁头的飞行高度越来越低。基于考虑气体稀薄效应修正Reynolds方程的线性流比（Linearized flow rate,LFR）模型,采用一种无网格法——最小二乘有限差分（Least square finite difference,LSFD）法,求解引入压力流因子和剪切流因子的量纲一雷诺方程,并且...
寿命预测理论是机械零件与装备安全服役的关键基础,也是现代机械设计与制造必须涵盖的重要方面。机械重大装备寿命预测技术对国民经济发展和国防建设具有重要意义。在过去近一个世纪与失效事故的斗争中,人类通过对诸如飞行器、舰船、车辆、发电机组等机械重大装备的研究,建立了基于力学的寿命预测理论、基于概率统计的寿命预测理论以及基于信息...
为了合理分配机床热刚度并为机床零部件的热刚度优化提供依据,提出一种基于热误差神经网络预测模型的机床重点热刚度辨识方法。该方法针对机床不同零部件的热刚度对整机热刚度的影响具有不完全相同的特征,定义一种机床重点热刚度的概念。根据机床温度和热误差试验数据,利用径向基神经网络建模精度高和泛化能力强的特点,建立一种机床热误差神经网...
为了满足在保证加工中心初始动静态刚度的条件下达到整机轻量化的要求,提出基于质量和第一阶固有频率为目标函数的整机多目标优化设计方法。将有限元分析和模态试验相结合,测试和分析整机动态特性,确保有限元模型精度。通过中心复合设计的试验方法选取合适的结构有限元分析样本点,在ANSYS仿真软件中对样本点处的整机动静态特性进行计算和分析,根...
消防水炮要实现智能化,需要根据火情的方位确定其俯仰角和回转角,其中俯仰角的确定十分关键,它有赖于对其射流轨迹的准确预测。现有研究中对常用消防水炮射流轨迹的模拟,其射程的相对误差甚至超过40%,致使消防水炮的控制经常需要人的参与。基于牛顿第二运动定律和空气阻力与速度平方成比例的关系,提出一种消防水炮射流轨迹模拟的新理论模型,模型...
针对基于拟关键路径法（Allied critical path method,ACPM）的综合调度算法按路径长度确定工序的调度次序,形成工序组间的并行处理,使设备产生较多空闲时间的问题,提出基于设备空闲事件驱动的综合调度算法。该算法主要是根据空闲设备选择加工工序,思路是以每次工序加工结束作为一次设备空闲事件,驱动空闲设备进行一次可调度工序的寻找;如果可调...
针对任意扭曲叶轮五轴整体铣制流道底部精铣,为提高加工质量和效率,通过球头刀和平底刀各自特点的比较和实践,提出一种基于平底刀端铣的叶轮流道底部精铣改进算法。建立法矢量控制刀轴矢量工件坐标系,结合刀倾角、刀摆角以及叶轮流道底部具体几何特征,推导出法矢量控制刀轴矢量算法;再对比球头刀端铣,建立平底刀端铣有效切削轮廓模型,推导出平底...
拓扑修形齿轮附加径向运动成形磨削时,砂轮与齿轮的接触线随时在变,基于齿轮任一截面齿形计算出的砂轮廓形都会引起较大的磨削误差,为此,提出一种减小磨削误差的砂轮廓形优化方法。依据空间啮合原理,采用抛物线附加径向运动轨迹,建立成形砂轮廓形求解数学模型;平行于齿轮端面等距截出多个平面齿廓,求解出以点表示的不同齿廓对应的砂轮廓形,再将...
高速面铣削过程中的噪声严重影响工作人员的健康,偶极子声源是气动噪声的主要声源,基于Ffowcs Williams-Hawkings（FW-H）方程建立高速面铣刀气动噪声预测模型,采用计算流体动力学（Computational fluid dynamics,CFD）的方法对气体流动特性进行数值模拟,进行高速面铣刀空转噪声测试试验,噪声预测声压级比噪声测试声压级低4.0 dB左右。研究结果...
为实现工程陶瓷优质高效的磨削加工,对高速深磨磨削机理和工程陶瓷材料损伤机理进行深入系统的研究,建立工程陶瓷高速深磨磨削力的数学模型,并对该模型进行试验验证。结果表明,模型的计算值和试验结果的趋势一致,数值也非常接近。工程陶瓷磨削力模型与磨削试验均表明工程陶瓷的磨削力与材料的去除方式、力学性能及工艺参数有关。在材料发生塑性...
我国新闻出版行业最高奖——第二届中国出版政府奖评选已正式揭晓,《机械工程学报》荣获第二届中国出版政府奖期刊奖。 为了向全社会展示这次评奖成果,进一步激发广大新闻出版工作者的社会责任感和为社会主义文化大发展大繁荣做贡献的激情,
为解决自动研抛系统中研抛力—研抛头位置—研抛头姿态之间的耦合问题,提高非球面表面的研抛质量,提出一种基于磁流变力矩伺服装置（Magnetorheological fluid torque servo,MRT）的力—位—姿解耦控制方法,并对该方法的原理和模型进行理论和试验研究。通过分析自动研抛系统中力—位—姿之间的耦合机理,以Preston方程和Hertz接触理论为基础,建立...
以同步扫描的运动性能为目标,研究针对步进扫描投影光刻机工作台的超精密运动与同步控制策略。结合工作台的结构特点,提出一种粗、微复合运动控制方法,即：微动台纳米级微动,粗动台微米级跟随运动;以硅片台、掩模台的三阶轨迹规划与轨迹重叠为基础,进行扫描过程中的同步状态规划;为实现纳米级的同步运动精度,进行硅片台与掩模台的动态特性比较,...
市场上刀具种类繁多,对于某种应用的刀具筛选来说,选择合适的刀具,极为困难,耗费大量的时间和材料。为了降低筛选难度,需要有新的筛选方法。从295条铣削刀具磨损曲线中提取刀具寿命、磨钝标准、初期磨损值、初期磨损铣削长度等特征参数,计算初期磨损率K0、总磨损率K1以及二者比值K。对K0、K1、K进行了统计分析,得出随机变量K0、K1分别服从对数正...
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