为了使柔索并联机器人高效率、大负载、高性能的运动输出,根据并联机器人机构结构综合理论,设计一种新型混合驱动柔索并联机器人机构,给出机构虚拟样机模型,该机构通过混合驱动平面五连杆并联机构驱动柔索牵引末端执行器完成期望轨迹跟踪运动。基于牛顿—欧拉方法,建立混合驱动柔索并联机器人系统的动力学方程,结合实例进行力学分析和数值仿真。...
球形电动机直接支承驱动的多自由度球形主动关节机械集成度高,在控制和轨迹规划方面占有优势。但关节工作时,由于机械支承的摩擦磨损,造成关节部件发热,导致关节的静、动态性能变差。基于电动机技术、磁悬浮技术以及机器人技术,提出一种无机械摩擦和磨损、不需要润滑的多自由度磁悬浮球形磁阻主动关节结构,分析其工作原理;根据磁悬浮磁阻主动关...
针对实际鱼类胸鳍运动的随机性、不确定性和复杂性等问题给胸鳍推进机理和推进性能研究带来的挑战与困难,以及柔性胸鳍仿生研究所存在的问题,在对太阳鱼胸鳍的结构和运动特征进行大量观测研究的基础上,分阶段建立柔性胸鳍推进运动的运动学模型,并对其运动形态的变化过程进行仿真分析。仿真结果表明,所建立的运动学模型能够较好地描述胸鳍推进运...
将核密度估计方法成功用于解决结构动力学模型确认的挑战问题,进一步明确模型确认在结构动力学中的实施过程。在美国圣地亚国家实验室提出的结构动力学模型确认挑战问题中,由于子结构与整体结构的弱非线性连接以及子结构个体差异引起的统计特性并不满足标准的概率分布,因此采用核密度估计方法建立子结构的概率模型,并使用核主元分析进行降维处理...
采用典型的粗糙体——刚性面接触模型,针对弹性和弹塑性两种材料,对比分析目前常用的一般接触界面法向刚度等效方法的准确性,说明其在处理弹塑性材料时存在较大误差,而不能完全计入塑性影响是造成此问题的本质原因。通过将整个弹塑性接触系统等效成一个包含全部塑性区域的界面接触层和一个无界面块体,虽然可以计入此种影响,实现和原系统的准确动...
振动信号中的周期性冲击现象是诊断滚动轴承各元件故障的重要依据之一,针对滚动轴承故障特征,在小波变换理论基础上提出一种时间—小波能量谱信号处理方法,它能够有效地提取出振动信号中冲击成分的时域和频域特征。利用时间—小波能量谱方法分析正常、外圈故障、内圈故障、滚珠故障等四种状态下滚动轴承的振动信号,并与传统的包络解调分析方法进...
双谱分析由于可以有效提取信号中的非线性特征被广泛应用于转子故障诊断。但常规双谱分析是以单通道信号为研究对象,不能全面地反映转子系统的非线性特征,存在着信息遗漏的问题,而且由同一截面的两个通道信号得出的分析结论会不一致。为解决这个问题,以全矢谱分析方法为基础提出矢双谱信号分析的新方法。矢双谱是融合了同一截面上双通道信号的幅...
为解决在少量油液样本条件下发动机磨损故障诊断难的问题,提出一种改进半监督模糊C-均值聚类算法（Improved semi-supervised fuzzy c-means clustering algorithm,ISS-FCM）。定义一种优化的目标函数,将无标签样本与训练样本间的平均距离度量考虑在内并赋予其一定权值,以引导聚类过程。为避免随机初始化划分矩阵使聚类结果陷入局部极值,利用训...
全世界薄板坯连铸连轧机在轧制薄规格带钢时都出现不同程度的严重振动现象,导致带钢和轧辊生成明显振痕,从而影响企业的产品质量、外部形象和经济效益。利用自制综合遥测系统对轧机振动参数、力能参数、电参数和工艺参数等进行全面的现场综合测试,经过对测试信号的时域分析和频域分析获得振动的特征及规律;通过理论研究和仿真研究,发现轧机确实...
结合浮动密封环的工作特点,提出一种基于载荷分配概念的密封摩擦状态演变预测模型。设定载荷分配系数,对粗糙表面微凸体接触和流体润滑接触两个部分摩擦力进行建模计算,根据微凸体承载力和总承载力等参数信息获得总摩擦因数值。模拟计算获得反映密封接触特性的摩擦因数与转速、压力以及表面粗糙度的关系曲线,仿真曲线历经完整的摩擦与润滑区,能...
往复冲击条件下,由磨损引起的接触表面磨痕的三维形貌的改变对接触润滑效应的研究具有非常重要的影响。在传统傅里叶变换轮廓术（Fourier transform profilometry,FTP）测量系统中引入正弦光强产生装置以及图像实时采集处理系统,利用单幅条纹图像,快速、准确地重构出磨痕表面三维形貌。利用该测量系统对施加PB2400型润滑油方式下快速冲击一万次...
提出一种用于承压界面接触状态超声评价的粗糙界面微观模型。通过对承压粗糙表面微观特性理论分析,建立粗糙界面微观形貌参数与承压界面超声响应之间的关系。开展三种不同粗糙度承压铝界面超声透射试验,得到加载和卸载过程界面透射系数随压力变化关系,进而获得界面接触刚度和非线性系数。研究表明,在较小压力情况下,超声非线性系数对承压界面接...
在对热传递方式分析的基础上,建立轴连轴承热传递模型。针对轴连轴承组件的具体工况及结构特点,并结合轴连轴承热传递模型,用有限差分法的思想将轴连轴承系统离散为一组温度节点。在球轴承拟静力学和生热分析的基础上,计算轴连轴承各组件的摩擦生热,轴连轴承组件各单元间摩擦生成的热量可近似按一定比例分配给内、外套圈。建立各个节点的能量平...
建立气缸—密封系统动力学分析模型,提出一种新的密封内气流力及刚度系数识别方法。应用双控制体模型对偏心密封腔内压力分布及切向气流力产生机理进行分析。理论研究表明各密封腔内压力近似呈正弦分布,压力高点沿轴向偏离最小间隙处的角度不断增大。随密封交叉刚度的增大,系统稳定性降低,当其超出一定范围时会导致系统失稳。试验研究转速、进气...
针对使用离散傅里叶变换合成的分形粗糙表面轮廓,分别研究轮廓的分形参数（分形维数D、尺度系数C）与传统表征参数的联系,分形参数对轮廓空域几何形貌的影响以及分形参数对轮廓滤波的影响。结果表明,若假设分形轮廓的功率谱密度函数严格满足幂律关系,则可由Parseval定理获得轮廓分形参数与其方均根偏差Rq的定量关系但此时,轮廓的其余传统表征参...
针对利用传统方法建立多状态系统可靠性模型引起的组合爆炸问题,提出一种基于随机过程方法和改进的通用产生函数法（Universal generating function,UGF）的含中间缓冲区的可重构制造系统（Reconfigurable manufacturing system,RMS）多态可靠性建模方法。利用随机过程方法建立存在非相邻状态转移的可重构机床（Reconfigurable machine tool,RMT...
IC封装等高速精密设备要求高速执行机构的机械结构在满足一定刚度下尽量降低惯性。基于等效静态载荷方法的优化方法是近来发展起来的柔性多体动力学优化设计的有效方法。针对高速机构的特点,对该优化方法做了一些改造。为了模拟运动关节影响,采用含有运动学自由度的准静态方法,对离散结构响应方程进行求解。为了考虑单元修改对惯性载荷的影响,将...
为实现数控机床各级功能部件的选型优配设计,提出一种多域互用的数控机床模块化配置设计方法。通过机床功能部件的机电液属性池定义模块,根据模块的隶属与层次关系创建产品偏序模板。定义关键模块、相关模块、虚拟模块,以表征各模块的优先级与重要性。根据零部件选型与优配约束,确定模块的实例化规则。由可比属性间的模糊隶属度推算两模块相关性...
在纳米级车削表面形成中刀具和工件间的相对振动为主要影响因素之一。现有相对振动的研究方法包括谱分析法、直接测量法和切削力分析法,均不能同时满足真实反映切削过程中的相对振动和很好地预测表面粗糙度的要求,致使纳米级表面粗糙度的预测精度较低。针对上述问题,通过分析和提取单点金刚石车削已加工表面轮廓数据、定义等效振幅的概念和计算...
基于场致发射理论提出描述电火花加工（Electrical discharging machining,EDM）过程的平板电容模型,将单脉冲放电周期依次划分为极间电场建立、极间通道击穿、正常放电加工与消电离四个阶段,并分别进行各阶段的极间电场强度、极间电子自由程、极间介质介电常数和极间电流变化规律的理论分析。讨论EDM加工能量大小的影响因素,并给出基于该模型的...
研究铣削加工过程中加工误差的预测及控制策略是进行加工质量控制的核心环节,对于实现加工过程的高效化和精密化至关重要。针对刀具柔性较大的铣削加工过程,以周铣加工过程中的刀具变形及刀齿轨迹计算为基础,建立一种新的加工误差预测模型。该模型从铣削力的预测和刀具变形的计算出发,采用圆弧近似方法求解各刀齿的运动轨迹,然后将各刀齿轨迹离...
针对模具的细小尺度结构化表面难以进行光整加工的问题,提出一种基于固—液两相软性磨粒流精密加工新方法。利用软性磨粒流的湍流壁面效应,并配以约束模块,能够实现对模具结构化表面的无工具光整加工。基于对Preston方程及其修正系数的分析研究,确定了软性磨粒流加工中的颗粒选择条件,并得到适用于软性磨粒流的切削经验公式。采用可实现k-ε湍流...
为实现微电极的精确控制加工,对微细电极电化学刻蚀制备技术进行深入研究。针对单阶柱状电极的不足,分析多阶柱状微电极的加工原理及制备流程。针对分阶电极加工中的三种刻蚀状况,分析各段的刻蚀变化率,并由此推导出电极尺寸与形状控制函数。通过试验证实刻蚀过程中电流密度的不变性,讨论不同电流密度对电极直径的影响规律。通过试验归纳,建立加...
为研究薄板激光切割气熔比规律,分析激光切割区域内材料气化和熔化去除的形式,研究熔化层能量和质量流动状态,建立薄板激光切割的气熔比数学模型,并得到气熔比值和残留熔融层厚度随激光功率和扫描速度的变化。借助激光切割半径的回归修正,模拟得到激光切割0.5 mm厚6063铝合金薄板时气熔比值及残留熔融层厚度。发现随激光功率增大和扫描速度的降...
砂轮地貌特征是指砂轮表面磨粒密度、磨粒切削刃和磨粒出刃高度分布等情况。准确测量和量化评价砂轮地貌不仅有助于加深对磨削机理的认识,而且是磨削过程优化、磨削过程建模与仿真不可缺少的前提条件。采用白光干涉仪对氧化铝砂轮地貌进行了测量;用伯明翰三维表面粗糙度特征参数量化砂轮地貌特征,评价不同粒度号氧化铝砂轮的磨粒密度、磨粒形状...
在具有尖点廓形的螺旋曲面成形加工中,计算出的刀具截形常常产生曲线自交叉现象,导致刀具加工出的螺旋曲面在尖点处生成较大的过渡曲面。为此,提出尖点矢量离散法,将点及其法向矢量定义为一个点矢量,对两相交曲线在尖点处形成的首尾两个点矢量进行离散,使尖点处更多的几何信息带入到廓形计算中,提高了计算精度。给出过渡曲面最小化算法,用工件截...
DOI：10．3901／CJME．2011．05．713并联腰部-躯干系统工作性能的试验测试
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