近年来,生物医学得到了迅猛发展,研究领域多涉及到微纳米操作。手动操作存在工作效率低,成功率低等缺陷。因此,由生物医学与微操作机器人结合而产生的生物微操作机器人已成为全世界范围内的研究热点。基于此,通过对当前国内外生物微操作机器人的研究现状、实际应用等方面进行分析,总结出生物微操作机器人在视觉伺服控制、驱动器、执行机构、微操...
为解决轮式管道机器人通过弯管时产生的运动干涉及传动部件的磨损等问题,将三轴差速机构应用于轮式管道机器人中,三轴差速机构可根据管道对各驱动轮所产生的力矩之间的关系调节其输出转速,实现机器人在弯管中的自主差动运行。将键合图理论应用到三轴差速机构差动特性的分析中,利用绝对速度法建立三轴差速机构的增广键合图模型,并根据一定的规则...
基于齿轮啮合理论和Lagrange方程,运用集中参数法建立多级行星齿轮系统的扭转动力学模型。采用梯形波表示啮合刚度的时变特性,分析行星齿轮啮合过程中的相位关系,计算盾构机减速器三级行星齿轮不同啮合位置的扭转振动结构频率。针对齿轮啮合误差特点,采用轴频和齿频叠加的谐波函数表示行星齿轮传动误差,考虑受啮合相位关系影响的行星齿轮系统时...
输电线路覆冰严重危害到电网的安全稳定运行,与传统除冰方法相比,采用机器人除冰在能耗、成本及安全性等方面具有优势。作为一个新兴的研究领域,国内外对除冰机器人的研究尚处在起步阶段,并没有成熟的技术可借鉴,因此有必要对现有研究成果进行系统分析和深入总结。回顾国内外高压输电线路除冰机器人的研究和应用现状,详细探讨了除冰机器人复杂柔...
对空间刚柔耦合并联机构系统的固有频率特性进行分析。建立一种空间有限元梁单元新模型,基于有限元法和Lagrange方程导出有限元梁单元的运动微分方程。通过分析动平台运动参量与运动支链间的运动关系,得到刚柔耦合并联机构系统的运动学约束条件,并由Newton-Euler方程得到系统动平台的动力学模型。根据系统的运动学约束条件和动平台的动力学模型,...
基于动物肢体运动的不对称性原理,提出一种可以模拟步行运动效果的二级半转机构,它由一级转臂、二级转臂和两个跨步杆构成。通过机构运动步态分析,得出其各关节需要满足的运动耦合关系。分析机构运动时的杆件几何关系,找出机构的运动驻点和固有特征线。基于二级半转机构的步行运动特性,提出两种探测车轮腿机构的构型方案：同侧偏置式和双侧分置...
混联机器人机构兼有并联机构刚度好、定位精确及串联机构工作空间大、控制解耦性好等两方面的综合性能及优点,其设计的关键是基于操作器方位特征集的串（并）联自由度数目和顺序分配、组合方式及新型少自由度并联机构模块的构造及其性能评价。提出基于自由度分配和方位特征集的混联机器人机型设计方法,提出单点作业、多点协同作业二类混联机器人...
利用自由漂浮空间机器人系统的非完整冗余特性,提出一种可使基座姿态和机械臂末端位姿同时到达期望状态的路径规划方法。该方法首先通过正弦多项式函数对机械臂关节角轨迹进行参数化,并根据基座姿态和机械臂末端位姿控制精度指标设计目标函数,由此,将自由漂浮空间机器人系统的非完整笛卡尔路径规划问题转换为非线性系统的优化问题。采用量子粒子...
针对无人驾驶汽车半物理仿真试验对运动模拟系统精度要求高的特点,给出一种以3-RPS并联机构为基础的改进型3自由度并联机构。与3-RPS并联机构相比,由于该改进型并联机构中的被动约束承受了3-RPS并联机构中驱动器所承受的沿其转轴方向的力,因而改善了驱动器的力学特性。根据该并联机构的结构,建立运动学方程。基于Newton-Euler方法建立动平台的动...
针对周向拉杆转子轴承系统,将拉杆简化为无质量、受预紧的线性弹簧,得到周向拉杆提供的附加刚度矩阵和附加广义力矩;对具有粗糙表面的长方微元体进行有限元接触分析,得到不同载荷作用下的法向和切向界面接触刚度;计入界面接触刚度和周向预紧拉杆的影响,采用受轴向载荷的Timoshenko梁轴有限单元建立周向拉杆转子轴承系统的非线性动力学模型。基于...
基于非线性数学形态变换提出旋转机械故障特征提取的新方法。由数学形态变换构成的形态滤波器可以有效地提取出信号的边缘轮廓以及形状特征,通过选取不同长度的形态结构元素,采用组合形态滤波器将旋转机械故障信号分解到不同频带上,故障信号被分解成基频成分、故障成分及高频噪声三部分,在分解过程中,信号长度没有减少,没有信息的丢失;将分解得...
提出建立刚性车轮在松软路面行驶的动力学模型的新方法。该方法对车轮进行离散化处理,基于沉陷理论、剪切理论和被动土压理论预测轮壤接触表面的相互作用力,从而可以对车轮表面的应力分布以及电动机转矩进行分析。进一步地将子模型整合到主副摇臂月球车悬架系统中,建立在松软干砂表面行驶的动力学模型。通过仿真,对移动系统中各个车轮表面的应力...
针对低摩擦力矩角接触球轴承,利用能量守恒定律,研究角接触球轴承零件工作表面的波纹度对轴承摩擦力矩波动性的影响,从理论上对角接触球轴承零件工作接触表面的波纹度幅值、谐波阶次与轴承摩擦力矩波动性的关系进行分析,给出影响角接触球轴承摩擦力矩波动性的内、外滚道和钢球工作表面的主要波纹度谐波阶次和相应的激振频率,并试验验证。研究结...
喷嘴是柴油机的核心部件之一,其空化与磨损特性对柴油机的雾化、燃烧与动力特性均存在重要影响。从可视化和数值模拟两个方面研究柴油机轴针式喷嘴内部燃油的流动状况。结果表明,针阀开启前燃油就存在大量空泡,开启后针阀密封面上游处的空化现象较下游严重。在S195柴油机上,利用扫描电镜（Scanning electric microscope,SEM）研究轴针式喷嘴针阀...
应用二阶非线性滑移边界条件推导出修正的广义雷诺方程,并用PH线性化方法、迭代法对非线性雷诺方程近似求解,得到气膜推力的近似解析式,继而对其进行气膜厚度的求导,得到气膜刚度的近似解析式。并利用Maple程序计算不同转速和压力下的气膜刚度数值,并与一阶线性滑移边界条件下的气膜刚度和试验数值进行对比。结果表明：随着气膜厚度的增加,二阶...
配制不同质量分数的月桂酸无规共聚醚（Lauric acid random copolyether,LPE）水溶液,使用摩擦磨损试验仪进行钢/铝和钢/钢摩擦副下的减摩抗磨性能试验。分别研究质量分数、载荷和试样表面粗糙度对LPE水溶液减摩抗磨性能的影响,并用三维共聚焦表面形貌仪和能量色散光谱仪分析试样磨痕的表面形貌变化。结果表明,在质量分数为0.5%的LPE水溶液润滑...
基于压差法的薄膜透气性测试装置,其测试结果受测试装置的密封性能、测试的环境温度及压力和温度检测器检测性能的影响。在压力和温度检测器的检测性能给定和环境温度相对稳定的情况下,影响测试结果的主要因素是测试装置的密封性能,以目前现有的密封材料和密封技术,测试装置的密封性能主要与其密封结构和相应的结构比有关。基于此,给出测试装置...
元结构方法在结构分析中得到了很多应用,但是很少文献对其理论建模做研究。使用集中参数法对元结构及其复制成的整体进行分析,推导两者间振动频率的关系,从而建立元结构方法的理论模型。理论模型中,不考虑弹簧质量的模型称为简单模型,误差较大;使用瑞利法考虑弹簧质量所建的瑞利模型,误差比简单模型小。使用元结构方法的理论模型,在已知元结构振...
针对机械产品设计过程中通常考虑产品寿命终结阶段（End-of-life,EOL）报废处理过程的可拆卸性、再制造性、环保性等单个绿色质量因素影响,导致机械产品的回收拆解中可重用、回收零部件由于拆解过程费事、费力、经济性差无法回收重用或因回收重用价值不大导致零部件被直接废弃,造成严重的环境污染。从回收拆解作业效率、回收拆解作业收益和回收...
机械制造系统是生产与能源的强耦合系统。针对其耦合特性,提出一种基于扩展一阶混合Petri网的碳流动态建模方法。对机械制造系统碳流动态特性进行分析,建立相应的系统边界,由系统边界分析制造系统的生产构成、运行模式,并导出能量、物料平衡方程以及碳排放量计算公式,为模型的建立奠定数量分析基础。针对机械制造系统能耗的连续性及离散状态对连...
从货柜船上快速装载或卸载集装箱时,由于存在未建模动态和风扰,实际对象总存在一定的残余摆动。为了提高小车迅速消除集装箱摆动的能力,提出一种以事件驱动为切换规则的多模型参考切换双闭环防摇控制算法。通过分析吊具摆角与小车运行加减速之间的关系,运用拉格朗日方程建立桥吊防摇系统的数学模型。由摄像头和反光板组成的机器视觉系统将检测到...
提出一种新型的四相双转子平动式啮合电动机,该电动机的每个磁极由一个定子和内、外转子构成。4个磁极的内转子固连在一起构成一个4极内平动转子,外转子固连在一起构成一个4极外平动转子。控制磁极的工作顺序,可以驱动内、外平动转子在4个偏心轴约束下作方向相反且同步的公转运动,并带动两个内齿圈与外齿轮啮合输出低速大扭矩运动,该结构相互抵...
针对超硬模具材料,研究磨削方式（顺磨和逆磨）、进给率和主轴转速等磨削参数对磨削后微结构表面的表面粗糙度和尖锐部分完整性的影响规律。基于磨削结果,对微结构表面质量不均一现象以及微结构表面磨削过程中的砂轮磨损分布进行研究。试验结果表明磨削后的微结构侧表面粗糙度小于底面粗糙度。采用逆磨可以获得更低的粗糙度和更加完整、锋利的尖...
干式静电冷却（Dry electrostatic cooling,DESC）是使用离子化空气流作为润滑冷却介质的绿色加工方法。离子化空气流中的活性带电离子和臭氧分子在切削区会发生复杂的物理、化学作用,是DESC产生润滑、冷却效果的主要原因。借助自行研制的离子发生器和离子浓度监测装置,针对DESC中各放电参数对离子输运效率和臭氧浓度的影响规律进行试验研究,证...
针对正交车铣复杂运动产生变深度、变厚度的切削特性,基于其加工原理采用解析法提出三维颤振稳定域的理论模型。在模态试验基础上,仿真分析正交车铣偏心加工颤振稳定域叶瓣图,结果表明正交车铣加工产生颤振的条件除了与铣刀几何形状和啮合条件、机床结构的频响应函数、工件材料特性等有关外,主要与铣刀轴转速和切削深度密切相关。在正交车铣切削...
针对传统加工方法很难实现微机电系统（Micro electromechanical systems,MEMS）零部件高质量加工的问题,在微细加工技术研究基础上,提出采用飞秒激光双光子聚合加工技术加工标准渐开线微齿轮的方法。采用钛蓝宝石激光器自行搭建的飞秒激光双光子加工系统,能够输出波长为800 nm的飞秒激光用于双光子聚合加工,利用AutoCAD软件设计标准渐开线微齿...
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