以一种1T2R,3自由度并联动力头——A3头为对象,研究其静柔度半解析精细建模与预估方法。该方法在建立系统静柔度模型的基础上,将支链体分解为若干子部件,建立这些子部件在各自局部坐标系中定义的柔度系数与界面柔度系数的映射模型,提出一种采用分层递阶格式精确计算出各零部件柔度系数的策略,进而有效地提高了整机全域静柔度预估的效率与精度。...
对于仿人机器人,关节采用挠性驱动方式可吸收振动,减缓冲击,以减小对双足步行的影响。为此,设计并研制FDU-II型挠性驱动单元,与FDU-I型挠性驱动单元相比,具有轻量化、有安全保护、锁紧器使用方便、刚度高、输出精度高等优点;分别进行FDU-II型挠性驱动单元的转速测试、驱动能力测试、大转角频繁往复运动测试、频响测试、机器人步行样本测试等性能...
以可燃混合气体为动力源,设计了一种燃气动力的弹跳机器人,包括弹跳驱动器和轮式运动机构。弹跳驱动器采用双活塞燃烧室结构及磁力锁紧机构,有效减小驱动器体积,有利于驱动器复位和废气排除。轮式运动机构包括车身和蜂窝车轮,车身作为驱动器载体,蜂窝车轮用于机器人落地缓冲。对车轮的径向、周向和切变模量进行等效计算,采用铁木辛柯梁理论对车...
随着移动机器人在探测救援中的应用逐渐增多,活动灵巧、环境适应能力强的多足机器人越来越受到国内外学者的关注。介绍一种腰部可以活动的四足机器人的设计及其步态生成,并展示了活动腰部可提升机器人对极端环境的适应性。提出三个基本假设以简化机构模型,提出腰部构态变换规则,并用几何方法说明了腰部构型变化可扩大机器人腿部活动空间,从而提...
针对环形网状可展开天线索网结构的初始形态设计问题,提出一种基于力密度思想的找形与找力相结合的优化迭代设计方法。该方法将索网结构初始形态设计分为前、后索网设计两部分。通过优化迭代的方法设计前索网,在满足网面精度要求的条件下,实现前索网所有内部索段的张力相等、边界索段与内部索段的最大张力比最小;根据前索网的形和力,在调整索保...
柔性结构的多输入多输出（Multiple input multiple output,MIMO）运动系统的辨识方法是一个具有理论研究和工程应用价值的问题。随着运动系统结构设计、控制性能等要求不断提高,过去视为刚体的MIMO运动系统的柔性动力学特征将越来越显著,成为限制系统性能的重要因素。在辨识试验获得频域非参数模型基础上,提出一种柔性结构的MIMO运动系统辨识方...
由于高次多项式类曲线具有无刚、柔性冲击的特点,为实现任意齿差纯滚动活齿传动,提出基于五次多项式类曲线的新齿形设计方法。基于转速变换和包络原理,推导出中心轮齿廓方程,制定中心轮避免齿形干涉的设计条件,分析中心轮齿形曲率半径变化规律,阐释活齿轴半径对中心轮齿形的影响;根据活齿传动啮合原理,以压力角表达式表征啮合特性,并对影响最小...
结合点吸收式和筏式波浪能收集技术,提出一种阵列筏式波浪能发电系统。该系统可利用多组振荡浮子与漂浮平台之间的相对运动,同时收集多点波浪能,并转化为电能输出。详细叙述系统的结构和工作原理,进行系统受力和能量转化效率分析,理论计算表明单个浮子的最佳能量转化效率可达31.7%。进行实海况海试试验,通过数据分析发现,投入运行的振荡浮子数目...
靶定位系统是惯性约束聚变（Ignition confinement fusion,ICF）激光装置靶场系统的重要子系统之一,但在调靶过程中表现出运动学耦合现象。为了解决此问题,建立靶定位系统的运动学模型,给出靶定位系统产生运动学耦合现象的理论解释,提出一种实用的、与靶的类型无关的＂增量式＂位姿调整方法,给出该调整方法中必需的一个姿态矩阵的辨识方法。考虑...
根据工件的静力平衡条件与工件-装夹元件之间接触力的方向约束,建立工件装夹方案的力学模型。进一步结合线性规划技术,构建力的存在性分析模型及其求解方法,实现夹紧力是否有解的判断。针对夹紧力有解这一条件,由装夹方案力学模型与线性规划技术推导出力的可行性分析模型及其判断标准,实现给定的夹紧力是否合理的判断。考虑夹紧力的取值范围,以...
针对随机风作用下风力发电机齿轮传动系统失效率高的问题,研究了随机风引起的风力发电机传动系统外部风载荷以及内部由齿轮、轴承刚度及综合啮合误差等引起的内部动载荷激励,基于集中质量法建立了风电齿轮传动系统齿轮-轴承耦合动力学模型。在对模型进行仿真求解的基础上,分别求得了传动系统中各齿轮和轴承的动态接触应力-时间历程。将载荷作用...
针对我国某钢厂高速冷连轧机组冷连轧机组轧制T5极薄带材时,第5机架轧制速度超过650 m/min出现轧机振动的问题,从生产现场该机组轧机振动的实测分析入手,确定了该轧机的振动源和振动频率,并采用有限元动态分析计算,验证了轧机振动实测分析结果和振动形态。根据实测分析和有限元计算所确定的振动轧机辊缝润滑油膜变化而引起轧机振动的结论,通过优...
类金刚石薄膜（DLC）具有十分优异的减摩耐磨性能,是一种极具发展潜力的固体润滑材料。但其摩擦学性能受到很多因素的影响,这些因素主要可以分为两大类：固有因素和外在因素。在不同的固有因素和外界因素影响下DLC薄膜的摩擦学性能会产生较大差异,这大大制约了人们对其摩擦学行为及摩擦机理的认识,限制了其应用范围的扩展。总结了目前有关DLC薄...
为了保证单晶硅晶圆在精研与抛光过程中的品质与质量,亟待寻求一种快速、简单、经济的硅材料亚表面损伤程度的检测方法。基于HF溶液对单晶硅损伤层的选择性刻蚀特性,提出一种快速检测单晶硅亚表面损伤层厚度的方法。透射电镜观测结果显示,HF溶液能选择性地刻蚀单晶硅划痕区域的亚表面损伤层,证实了该方法检测结果的有效性。利用该方法研究了载荷...
利用激光加工在5083船用铝合金表面构建间距为100μm的点阵和网格微结构,将Si O2纳米粒子涂覆在微结构上构建微纳结构,制备出双疏铝合金表面。采用接触角测量仪测量其表面接触角和滚动角,采用多功能摩擦磨损试验机探讨其在水润滑和油润滑条件下的摩擦学性能。结果表明,网格表面的超疏水/疏油性能比点阵表面更强,水接触角达到159.9o,对十六烷的接...
机床量大面广,能量消耗巨大并且能量效率低、能量效率规律复杂,因此机床能量效率的研究和应用正在全球迅速兴起。机床主动力系统载荷能量损耗,是机床最复杂的部分,一般占到机床切削能量的10%~20%,其具体多少决定于载荷损耗系数。针对机床主动力系统载荷损耗系数在线获取非常困难,以及现有获取方法存在切削仪器昂贵、测量过程复杂以及许多机床无...
在阐明夹持刚度对工件加工精度影响规律的基础上,通过理论、仿真和试验相结合的方法,从卡爪/工件接触状态角度,研究楔式动力卡盘的径向夹持刚度特性。研究卡盘的使用参数,特别是夹紧力、卡爪数量、夹持长度、切削力等对径向夹持刚度的影响规律。针对较大的切削力会使卡盘的径向夹持刚度降低的现象,提出保证高加工精度的极限切削力的判定方法。研...
针对中长型叶片加工出现的变形问题,基于切削力抵消的思想,提出叶片整体型面上的双刀纵切加工系统实现方案及轨迹规划方法。根据叶片型面特性和双刀对刀加工需求,建立双刀系统运动自由度分配方案;基于NURBS曲面的理论建立了叶片型面的参数化模型,建立牛鼻刀在空间姿态下加工复杂曲面的切削力计算的解析模型,在此基础上进行了双刀加工的轨迹规划...
刀具作为机床的＂牙齿＂,在金属切削中非常重要,目前专用化是刀具发展的一个主要趋势,挑战刀具设计的灵活性和准确性。为了实现这一目标,提出了刀具＂形-性-用＂一体化设计方法,它以加工需求为驱动,利用切削过程中涉及的理论（几何约束、切削力作用、切削层作用机理、刀具强度理论、高温材料学属性以及化学反应关系等）,并通过刀具设计特征,将刀...
重型数控机床的热误差已经成为影响其加工精度的一个关键问题。针对一台典型的重型落地铣镗床,以机床热误差测量试验为依据,分析该类机床温度场的特点;据此提出一种旨在完成高效温度测点优化的改进系统聚类方法,该方法使用一种兼顾欧氏距离和相关系数的系统聚类准则,可以有效地降低优化后温度测点之间的共线性。基于优化后的温度测点,利用多元线...
加工变形影响因素约简是柔性材料加工变形补偿控制预测建模的首要问题,但是由于柔性材料的特性及加工特点,造成加工过程变形影响因素既多又相互重叠、关联。考虑到信息决策领域的层次分析方法具有仅利用较少的定量信息就能计算出各个因素对系统的影响程度大小的优点,将层次分析法用于柔性材料加工变形影响因素的提取,构建由加工变形影响因素重要...
由于路径规划过程与速度规划过程之间缺乏信息交换,加工过程会出现加工速度与加工质量降低的现象,针对这一问题,提出了种高速、高精的路径动态前瞻规划算法。根据相邻加工路径之间的关系,规划出过渡圆弧半径的初始值;根据当前过渡圆弧与相邻的前一个过渡圆弧之间的关系,调整当前过渡圆弧的半径值;利用前瞻算法,结合具体的速度规划方式,进一步调...
碳纤维复合材料（Carbon fiber reinforced plastic,CFRP）/钛合金叠层的钻孔机理不同于单层材料钻孔,钛合金切屑在排出孔外过程中会对CFRP孔质量造成损伤。为了探究CFRP在叠层钻孔时的质量特性,设计正交试验分析了钛合金切屑和切削参数对CFRP层钻孔质量的影响。观察了轴向切削力和力矩的变化以及钛合金切屑形态,分析CFRP层孔径超差和入口撕裂的...
以生物医学为应用背景的生物软组织切割机理研究近年来已成为关注的热点,从生物软组织主要组织成分对切割特性的影响出发,定性分析不同生物软组织的切割特性对理解生物软组织切割机理具有重要的意义。选取三种典型的生物软组织：胶原体含量高的肌腱、弹性体含量较高的动脉管和平滑肌含量较高的胃肌层,在自行搭建的生物软组织切割平台上开展切割...
针对球面、非球面及自由曲面超精密磨削加工用树脂基圆弧形金刚石砂轮难以精密修整的问题,提出基于旋转绿碳化硅（GC）磨棒的在位精密成形修整技术。在分析GC磨棒和圆弧砂轮几何关系的基础上,确定修整过程中圆弧插补轨迹的补偿方法及GC磨棒运动轨迹的设计方案。采用KEYENCE激光测微仪采集砂轮圆弧特征点,表征圆弧砂轮的修整状况。研究不同粒度的...
游离磨料多线切割是目前加工太阳能硅片的主要方法。然而,该方法切痕较深,损伤层较厚,进一步增大硅片尺寸、减小硅片厚度难度很大。游离磨料电解磨削多线切割,复合了机械磨削和电化学加工方法,通过在加工过程中给硅锭和切割线施加电场产生阳极钝化或腐蚀,可以有效降低切割负载,提高切割效率,改善硅片的表面质量。以156 mm×56 mm（8寸）、电阻率...
在电火花加工中,加工工艺指标的结果与工艺参数的设置密切相关。一般情况下,操作者在进行实际执行之前,只能根据以往的加工规律以及经验手段对其结果进行预判,达到预先评估加工结果的目的。针对这一情况,提出一种适用于电火花加工工艺指标结果预测的模型,该模型的建立是基于支持向量回归理论的数学方法,并利用遗传算法优化该方法中的各参数。以...
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