为了科技创新就要培养创新思维的能力。创新思维包括抽象思维、形象思维和灵感思维。一般认为形象思维在产生创新所需要的灵感上有独特的作用,但它却不是理性思维也不能为科学研究中的逻辑推理所用。然而形象思维却可以在两种约束下变成理性的思维,即第一种是＂融合于严谨的抽象思维的形象思维＂和第二种是＂具有跳跃性并受条件和逻辑约束的形象...
基于伪刚体模型,综合考虑平面柔顺机构中柔性杆件的横向变形和轴向变形影响,提出具有移动副的两自由度伪刚体新模型。分别用移动副和转动副描述柔顺杆件的轴向位移和横向位移,模拟末端受力和力矩复合载荷作用时柔顺杆的变形,建立平面柔顺机构的PR伪刚体模型,通过三维搜索得出了模型的最优特征半径系数,应用线性回归方法得到了模型的刚度系数。通...
对考虑行星齿轮减速机构间隙的单杆机械臂动力学建模进行讨论,并分析间隙对系统动态响应的影响。以采用行星齿轮减速机构的单杆机械臂为研究对象,用二状态模型描述齿轮间隙副接触状态,采用集中质量法建立考虑间隙和时变啮合刚度的行星齿轮减速机构动力学模型,基于Euler-Bernoulli梁假设,根据假设模态法讨论柔性机械臂的弹性变形,利用Lagrange方...
研究面对称3-SPR并联机构位置和速度逆解模型的建模方法,揭示连接动平台与支链转动副轴线方位角对位置逆解复杂程度和机构奇异性的影响规律,得到当该角为90o时可得到位置逆解解析解和避免机构构型奇异的重要结论。采用单调分析揭示出尺度参数对速度雅可比矩阵条件数全域均值和标准差的影响规律,并采用多目标有约束优化算法得到一组可使机构全域...
气动肌肉（Pneumatic muscle actuator,PMA）是仿生机器人研究的重点,为此,设计一种由气动肌肉群驱动的3自由度球关节机器人,并对其进行运动学分析。根据其运动学逆解,提出气动肌肉群位置控制策略;同时,提出基于运动学逆解及能量最优原则气动肌肉群力控制策略;设计基于气动肌肉位置群及力群的含位置PID内环的阻抗控制器。试验结果表明,单纯的位...
针对6自由度绳索驱动并联机器人力封闭工作空间的现有求解方法计算效率较低这一问题,提出一种力封闭工作空间的快速求解方法。此方法通过计算结构矩阵零空间和解线性矩阵不等式来实现力封闭工作空间的求解,并且给出欠约束、完全约束和冗余约束三种不同情况下,6自由度绳索驱动并联机器人力封闭工作空间的计算过程。该算法在8根绳索驱动的6自由度...
使用径向基函数（Radial basis function,RBF）神经网络为参数完全未知的机械臂在关节空间设计一种新的自适应神经控制算法。以前的自适应神经控制算法对神经网络能否学习到系统未知动态很少进行研究,因为不满足持续激励（Persistent excitation,PE）条件,神经网络权值的收敛性不能得到保证,以至对于重复执行相同的工作任务,自适应神经控制器也...
根据飞机装配自主移动机构的功能要求,设计一种双框八腿真空吸附式自主移动式机构。基于螺旋理论对该机构进行自由度分析,证明该机构能实现自动制孔法向调姿时所需的5坐标运动。给出由初始状态调姿到期望的法向矢量位置计算各腿需要调整量的机构位置反解算法和算例,该算法计算简单,可用于实时控制算法。采用12个电动机驱动,研制了实物样机,通过...
分析现有行星轮系机构,提出一种新型的基于偏心圆-不完全非圆齿轮间歇传动行星轮系机构,在一个工作周期内,实现行星轮相对行星架作非匀速间歇转动。介绍该机构的工作原理和运动学特性,建立行星轮系机构模型。开发该行星轮系机构的计算机辅助分析软件,通过人机交互方式得出一组满足非匀速间歇传动的结构参数。基于该参数对该行星轮系机构进行设计...
角接触球轴承中的滚动体产生自旋运动,自旋状态下的弹流润滑（Elastohydrodynamic lubrication,EHL）性能对轴承的力学特性产生一定的影响。建立了考虑自旋运动的EHL模型,研究自旋运动对载荷分布和油膜形状的影响。利用刚体中心膜厚与接触载荷之间的关系,实现了EHL模型与轴承力学模型之间的耦合,从而提出了考虑自旋状态下弹流润滑的球轴承力学特...
建立5自由度磁悬浮轴承转子试验系统,分析有偏置和零偏置电流方式的工作原理,将5自由度零偏置电流方式应用于试验系统中,采用锤击法模态试验、基于频率响应函数的模型修正方法和系统高速旋转试验等方法研究该系统的动态性能,并与有偏置电流方式进行比较。研究结果表明,与有偏置电流方式相比,零偏置电流方式将导致控制参数的稳定区域、系统的模态...
针对齿轮传动系统中由于内部激励产生的振动,以基频为衰减目标,提出并构建在齿轮轴上附加压电作动器的齿轮传动系统振动主动控制结构。由于次级通道的时变性,离线辨识难以跟踪次级通道的变化,提出一种次级通道在线辨识的自适应滤波算法进行齿轮传动系统振动的主动控制。在Simulink中搭建控制系统模型,并将控制算法代码下载到dSPACE中作为控制器,...
针对大挠度三边简支一边自由矩形薄板,研究其在热、力、磁耦合作用下的分岔与混沌运动特性。在板壳与磁弹性力学理论的基础上,导出薄板在耦合场共同作用下的非线性控制方程,利用伽辽金原理得到薄板的非线性热磁弹性耦合振动方程。由次谐轨道Melnikov函数法,求出该动力系统Smale马蹄变换意义下出现混沌运动的阈值条件,并对该系统振动方程进行数值...
为了减小水下装置摆动和降低钢丝绳张力波动,以回收卷筒和防摇卷筒为执行机构,提出水下装置单边消摆和钢丝绳张力控制策略。将钢丝绳离散为有限梁单元,利用相对节点位移法建立钢丝绳动力学模型,并引入钢丝绳与卷筒的卷绕接触力模型。以自主开发的收放装置为研究对象,采用虚拟样机技术和控制技术相结合的方法,开展收放装置回收水下装置作业过程的...
基于不同应力水平下试样疲劳寿命对应的概率分位点的一致性,研究小样本疲劳试验数据信息提取原理与P-S-N曲线试验数据统计处理方法。通过聚集不同应力水平下的寿命试验数据、融合不同应力水平下的寿命分布信息,实现各级应力水平下寿命分散性信息的集成应用。借助失效迹线和等效寿命概念,以及等效寿命分布与真实寿命分布一致性判据,提出确定寿命...
复杂产品的性能往往受到多个特征参数的关联影响。建立特征参数与产品性能的关联映射关系,是准确预测产品性能的关键。提出基于多准则修正的产品性能多参数关联分析方法,分别从特征参数粗大误差处理、特征参数数量精简、特征参数有限元修正与神经网络预测模型修正四个角度实现产品性能预测,对特征参数进行基于测量数据拓扑距离的粗大误差处理,采...
针对数控（Computer numerical control,CNC）机床主轴热漂移误差建模及预测问题,提出一种基于贝叶斯推断的最小二乘支持向量机（Least squares support vector machine,LS-SVM）建模方法。以一台双转台五轴加工中心为研究对象,进行热误差测量试验,利用非接触式激光位移传感器及温度传感器同步测量机床主轴各运动方向热漂移误差及温度变化数值,...
为降低摩擦对航空遥感三轴惯性稳定平台高精度控制的影响,提出基于LuGre模型的惯性稳定平台反步积分自适应摩擦补偿方法。根据系统速度过零多值及位置＂平顶＂现象建立惯性稳定平台LuGre摩擦模型,利用两步辨识及动态参数优化方法得到系统摩擦模型参数,进而以李雅普诺夫稳定性理论为基础设计反步积分自适应摩擦补偿控制器。通过Matlab仿真分析摩...
销轴是工程机械中的重要连接零件,其磨损失效后直接影响作业效率和质量,甚至造成严重后果。由于销轴设计方法的考虑不周,工程机械中不同位置销轴的寿命往往不同,给维护和更换带来了较大不便。以ZL50系列装载机的销轴组作为研究对象,进行大量的样本观察,通过分析装载机销轴失效历程,发现磨粒磨损是造成销轴失效的主要原因;理论推导销轴磨粒磨损量...
针对废旧零部件质量状况差异性导致的再制造工艺路线和工艺时间不确定性问题,建立基于模糊Petri网的废旧零部件再制造工艺过程模型,建立一个废旧零部件不确定性再制造工艺时间的模糊学习系统,基于废旧零部件的质量状况信息对其再制造工艺时间开展模糊学习。同时引入一种自适应学习机制对再制造工艺时间开展参数统计和更新,不断提高预测结果对实...
混Ⅲ标准假人的髋部模块设计成一体式的坐姿结构。虽然髋关节用于连接股骨和盆骨,一体式的髋部皮肤却限制了髋关节的转动,不能像真实人体一样被正确地约束在后倾座椅中。对现有混Ⅲ 5百分位标准假人有限元模型的髋部结构进行修改。改进后的假人模型能消除一体式皮肤对髋关节旋转角度的约束,通过台车正面碰撞试验对改进后的假人模型的有效性进行...
在功能描述方法分析的基础上,提出一种对功能进行扩展建模的方法。建立扩展功能基模型及其基于本体的描述策略;提出表征功能之间关联的扩展功能关联模型,包括功能的逻辑关系模型、语义关系模型以及组合关系模型;提出建立扩展功能结构聚合单元的构想,这种聚合单元是一个不考虑具体的结构形式,而抽取出功能上的本质特征,集功能与概念原理结构特征...
为保证某抢险工程机械产品设计试制的合理性,缩短开发周期并实现异地协同设计及评估,讨论基于虚拟现实建模语言的运动仿真模拟技术。通过设置数据分层和DOF节点优化了整机三维模型,通过对产品运动轨迹的分析及简化得出相应的运动方程,开发了独立于CAD软件的运动仿真平台,保证仿真运行的真实性、实时性和通用性。平台最终仿真效果接近样机实际运...
针对产品质量特性稳健优化设计这一存在不确定因素的约束求解问题,提出一种基于量词约束满足（Quantified constraint satisfaction problem,QCSP）的稳健优化方法,将设计参数变差形式化描述为QCSP模型中的普遍性变量,在其作用下求得目标函数和约束函数的上下界,依据设计者偏好设定稳健性指标。根据模型特点,采取组合式算法进行求解,首先应用区...
针对多工序制造过程中加工误差流的传递和累积问题,研究工序输入尺寸误差、系统误差和随机误差与工序输出尺寸误差间的关系,构建数学模型并给出了模型解算方法。基于泰勒公式展开和实际加工经验假设,建立工序输出尺寸误差与工序输入尺寸误差间的参数化表达式,并将与工序输出尺寸误差关系未知的工序系统误差非参数化表达,建立制造过程加工误差流...
针对高硬度金属基微结构镶块的加工,提出一种6工位组合电极电火花成形的新方法。以聚合物微流控芯片模具型腔镶块为研究对象,选用NAK80模具钢为镶块材料、铜钨合金（70%w）为电极材料,依据镶块上十字交叉的微凸起结构以及电火花成形电极的损耗规律,设计6工位窄缝组合电极。通过多次切割、恒速进给的工艺手段,利用精密慢走丝线切割加工出该组合电...
针对复杂曲面镜片加工的困难,将慢刀伺服车削应用于镜片加工中。采用正交试验回归分析法,建立基于刀具圆弧半径、每圈进给量、背吃刀量、主轴转速和离散角度的表面粗糙度指数预测模型。同时引入最小二乘支持向量机（Least squares support vector machine,LS-SVM）,建立基于径向基函数的LS-SVM预测模型。该模型对正交试验样本进行训练学习,采用...
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