针对桁架内移动的避障要求,研究双臂手移动机器人桁架内运动的规划方法。基于状态空间模型提出直角坐标空间下的六面心、八边心和八顶点搜索算法,避免了C空间内复杂度呈几何级数增长的问题,实现了末端无碰撞路径搜索。建立双臂手移动机器人三节臂的平面内避障准则,解决了机器人在桁架内运动时机器人臂与桁架杆的碰撞问题。根据平面内避障准则和...
基于Hy-Vo齿形链与链轮刚柔传动的啮合原理及其链轮滚刀与链轮的滚切原理,以Hy-Vo齿形链工作链板齿形视作滚刀法向齿形的设计理念,建立基于心形孔的Hy-Vo齿形链—链轮—刀具齿条的啮合设计体系;根据Hy-Vo齿形链链轮与刀具齿条的共轭啮合条件,提出当工作链板齿形角不等于渐开线齿形链轮压力角时的参数变换的啮合设计方法,并进行实例设计计算。通...
为在平面机构综合中能够求解出包含R副和P副的全部运动链,给出一种基于杆组邻接矩阵的平面机构综合新方法。通过对前期研究提出的杆组邻接矩阵进行修正,构造改进的杆组邻接矩阵。基于改进的杆组邻接矩阵,求解给定杆组的所有装配方式,并同步辨识同构体,获取杆组装配关系的杆组邻接矩阵。根据提出的约束条件,采取逐级构造杆组邻接矩阵方法,求解杆...
为研究复杂地形下弹跳机器人跳跃轨迹的可控性问题,设计一种基于齿轮—六杆变胞机构的间歇式弹跳机器人。通过改变齿轮—六杆变胞机构的拓扑结构,机器人具有储能、能量锁定与释放、改变储能大小以及调整姿态角的功能,起跳过程中弹跳力具有仿生特性。根据机器人的结构特征设计翻转机构,使其倒地后自行翻转复位。在理论建模基础上,对机器人的跳跃...
提出了一种分析冗余自由度机器人运动学逆解的自运动流形方法。对冗余自由度机器人工作空间中的点,根据关节空间流形和工作空间流形之间的映射关系,采用点的自然坐标作为独立的运动参数来分析冗余自由度机器人的自运动流形,然后把所提出的方法应用到7自由度自动铺丝机器人的自运动流形分析中,得出7自由度自动铺丝机器人的自运动流形。把采用参数...
在分析现有蔬菜钵苗取苗机构的最新进展的基础上,提出一种应用于自动蔬菜移栽机的新型取苗机构——基于椭圆—不完全非圆齿轮传动的行星系蔬菜钵苗取苗机构。分析蔬菜钵苗取苗机构所要求的工作轨迹与设计要求,介绍该取苗机构的工作原理和运动学特性,建立该取苗机构的运动学模型。基于Visual Basic 6.0开发出该取苗机构计算机辅助分析与优化软件,...
柔顺机构是利用机构中柔性构件的自身变形来实现运动、力和能量的传递和转换的一种新型机构,是机构学研究领域的前沿课题之一。以柔顺机构中的柔顺杆为研究对象,基于2R伪刚体模型（Pseudo-rigid-body model,PRBM）提出末端受不同载荷形式（力矩或垂直力）作用下的动力学新模型,分析其动能和变形能,应用拉格朗日方程推导其动力学方程。通过与1R伪...
在考虑悬链线的情况下,推导出作用在四绳牵引6自由度欠约束并联机器人的绳拉力与工作平台位移之间的增量关系,从而获得系统静刚度矩阵的解析表达式。根据最小二乘支持矢量机泛化和学习能力强的特点,对工作空间内小样本的数据进行拟合,描绘机构某点处的刚度矩阵及其在主工作平面内三个方向平动的静刚度变化情况,寻找最薄弱的环节,并利用该方法的...
对于三维表面扫描机器人系统,整个系统的测量误差主要来源于如下几个环节：机器人的本体定位误差、线结构光传感器的数据采集误差和手眼矩阵带来的误差。对于以上环节的各个部分,可以看成是局部过程。不论各个环节或部分的误差为多大,最后的误差均归结于所得到的测量数据。然而,整个系统的误差模型很难通过解析方法得到。为了提高系统的测量精度...
基于振动信号分析的特征提取是目前最主要的机械故障诊断方法,而振动信号的获取受到接触式测量的限制,基于声学测量的故障诊断能够克服这一缺点,但传统基于单通道测试的声学诊断技术存在测点选择难和局部诊断的不足。基于近场声全息技术提出一种用于滚动轴承故障诊断的声场分布特征提取方法。不同轴承故障能产生不同的振动特性,进而产生相应的声...
针对机械系统早期故障诊断困难的问题,引入滤波效果良好的小波相关滤波法（Wavelet transform correlation filter,WTCF）和对信号微弱变化特征敏感的排列熵算法,定义一种新的小波相关排列熵（Wavelet correlation permutation entropy,WCPE）的概念,并提出基于WCPE的特征提取方法。对采集到的设备振动信号进行WTCF处理,得到信噪比较高的各层小...
利用主振动模态对Galfenol智能悬臂梁进行数学建模,通过对不同频率的悬臂梁位移数据进行研究发现,悬臂梁的模型参数具有频率相关性,频率大于220 Hz时参数的变化较明显。为了克服模型参数的频率相关性,提出一种基于状态观测器的鲁棒性自适应控制算法,通过对模型参数进行自适应识别的方法来改善悬臂梁的控制效果。将该算法与Luenberger观测器进行...
提出一种基于旋转不变信号参数估计技术（Estimation of signal parameters via rotational invariance technique,ESPRIT）与模式搜索算法（Pattern search algorithm,PSA）的异步电动机转子故障检测新方法。模拟形成转子故障情况下的定子电流信号并以之检验ESPRIT性能。结果表明：即使对于短时信号,ESPRIT仍具备高频率分辨力,可以准确估计定子...
对减振器的流—固耦合建模和求解技术进行研究。基于多求解器的流—固耦合方法,建立精度较高的阻尼阀流场网格模型和叠加阀片有限元接触模型,并联合有限体积法和有限元法对减振器流—固耦合模型进行求解和分析,获取了减振器的速度特性和示功图,对阻尼阀内部压力场、速度场进行详细分析,对叠加阀片非线性动力学特性进行分析。仿真结果表明：由于...
基于椭圆Fourier描述子,对转子同一截面上相互垂直的两个传感器测取的同源振动信号进行融合分析,从理论上推导出滤波轴心轨迹的表达式。研究对比全谱、全息谱和矢谱,建立三种谱分析方法的统一理论框架,给出三种谱分析方法的理论表达式,并设计利用一次快速Fourier变换实现三种谱图的数值方法。在融合全谱、全息谱和矢谱三种谱分析方法的基础上,提...
齿轮箱振动信号是含噪的多分量非平稳信号,故障模式相近的复杂齿轮箱振动信号的分类是齿轮箱故障诊断的难点。采用去趋势波动分析（Detrended fluctuation analysis,DFA）方法分析齿轮箱振动信号的标度行为,随着时间尺度的增大,标度指数会突然发生改变,形成双标度指数特征,由双标度指数构成的二维矢量具有明确的物理意义,可以作为表征时间序列内...
某无控空间飞行器的轴向展开机构是一类过盈接触式伸缩杆,伸缩杆的动态特性对飞行器的正常工作起重要作用。为研究伸缩杆在工作过程中的动力学特性,基于柔性多体系统动力学理论,结合含摩擦的连续碰撞模型,建立混合坐标下的过盈接触式伸缩杆的动力学研究方法,对伸缩杆拉开过程的运动行为和动力学特性进行数值研究,得到杆的位移和受力情况,同时对0...
针对目前多轴数控机床后置求解算法主要是面向某一结构机床的特点,提出适用于任意结构多轴数控机床的通用后置求解方法。根据多体运动学理论建立任意结构多轴数控机床通用运动学模型,通过使用全微分形式描述相邻刀位点空间关系,使复杂的运动学逆向求解转化为求解以各轴运动坐标增量为变量的线性方程组求解问题,求解快速精确。初始各轴运动坐标的...
研究三轴无磁转台结构尺寸设计问题。提出基于三轴无磁转台的磁性指标对其进行结构尺寸设计的方法。考虑材料、强度、尺寸与磁性之间的关联,合理设计一种三轴无磁转台的框架结构,这一结构可在满足磁性指标的前提下为转台的强度、刚度、控制留出设计空间,并基于这一结构建立模型,从转台闭合框在地磁场中转动产生的感应电流出发,推导感应电流对周...
针对多目标优化结果排序与选择的多属性决策（Multi-attribute decision making,MADM）问题,将多目标优化与MADM相结合,提出基于MADM的多目标优化方法,并将该方法应用于跨声速前掠翼（Forward-swept wing,FSW）气动隐身多目标优化中,优化结果提高了跨声速FSW的气动和隐身性能。采用类别形状函数变换法（Class-shape function transformation,CST...
提出一种基于反射声功率最小的吸声方法。将压电材料作为主动吸声的主体材料,借鉴主动吸声的原理进行吸声,将压电陶瓷晶片粘贴在很薄的简支平板上,通过布置于简支平板正前方的两个麦克风传感器检测出入射声波与反射声波。根据检测出的反射声波,将其与加在压电陶瓷上电压而引起简支平板振动而引起的声压表示为总的反射声压。在反射声压平方和最小...
超磁致伸缩材料Terfenol-D以其大磁致伸缩系数、快速时间响应及高能量密度的特点较广泛应用于高频动态领域,如超声换能器及振动主动控制结构等。磁性材料在高频磁场驱动条件下会产生涡流损耗,工作频率越高,涡流损耗越大,导致超磁致伸缩器件的输出功率显著降低。通过分析影响涡流损耗大小的关键性因素涡流截止频率与集肤深度,得到有效抑制涡流损...
一定条件下沥青产生泡沫现象即为沥青发泡过程,是在特定容积的腔体中多物理场和流场耦合效应的结果。发泡性能受控制参数（压力、温度、流量）,沥青物理性质（针入度、粘度）以及装备中关键部件结构参数（发泡腔体的结构形式、各喷嘴的尺寸、位置）的影响。为制备高品质（膨胀率大,半衰期长）泡沫沥青,必须遵循沥青发泡行为的本质特征,在多参数...
传统的圆柱面过盈连接设计将结合直径、结合宽度等因素视为定量,并且忽略边缘效应所引起的应力集中。为解决此问题,更好地研究圆柱面过盈连接的力学特性,寻求更合理的设计方法,结合有限元法和BP神经网络各自的优势,以ABAQUS为工具分析圆柱面过盈连接接触面的应力特性及结合直径、结合宽度、包容件外径及过盈量等因素对它的影响,将通过分析得到的...
构建了振动切削深孔加工钻杆在轴向振动、振动切削力和切削液流体力影响下的多跨动力学有限元模型。引入自由模态综合技术,将钻杆线性自由度的特征模态进行缩减,仅保留具有非线性动力特征的模态,从而可有效降低耦合系统自由度数,减小计算量。利用该缩减后的模型,研究了辅助支撑位置和加工深度与孔直线度误差的作用关系,获得了孔直线度随初始偏差...
针对利用两相流模型无法计算高浓度固—液两相流固相颗粒撞击壁面时颗粒速度的问题,提出一种边界层内颗粒运动轨迹计算模型,基于Mixture两相流模型和Realizable k-ε湍流模型仿真计算结果,通过分析提取颗粒入射前速度、计算边界层厚度、建立边界层内速度场和颗粒运动分析可以得到颗粒撞击壁面时的速度和入射角度。分析加工表面动压力分布和磨粒体...
提出采用回转台带动密封环回转和杯形砂轮端面切入磨削来加工核主泵用流体动压密封环复杂形面新方法,其原理为选择适当的砂轮半径、砂轮俯仰角、砂轮侧偏角、砂轮与回转台中心距使磨削接触弧线是密封环波纹面上且以其内、外周边为边界的一条曲线的精确逼近,联动控制回转台转动和砂轮或回转台的同步跟随运动使磨削接触弧线一端点在波纹面外周边上...
双导程ZN蜗杆（又称法向直廓蜗杆）修缘的精密加工需要研究一种成形磨削方法。传统的蜗杆修缘磨削方法是根据加工经验对砂轮进行手工修形,加工效率低且难以实现高精度的齿形修缘磨削。为此,以ZN蜗杆修缘齿形的成形磨削为目标,在蜗杆法平面引入齿形修缘分析,建立ZN蜗杆修缘齿形的数学模型,依据空间啮合原理计算出蜗杆磨削的成形砂轮截形,并利用数...
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