足式机器人在行走过程中，足端与地面之间的法向冲击力将影响机器人的在垂直方向上的稳定性。被动柔顺可以减小垂直冲击力但同时可引发平台持续震荡。针对该问题，设计基于足端力反馈的主动柔顺控制器，分析其对机器人垂直稳定性的影响。机器人由于机械间隙、步态、路面等因素将出现足端打滑现象，导致机器人水平方向失稳。引入摆腿回缩技术，分...
针对一种新型汽车电泳涂装输送机构，提出一种结合解析几何法、旋量理论与虚功原理建立机构动力学模型的方法。充分利用该机构的对称结构特点，通过解析几何的方法分析该机构中各被动关节的速度、加速度，再引入旋量理论得出该机构各主动关节的速度、加速度，在此基础上应用虚功原理建立该机构旋量形式的动力学方程，进而计算出可直接实现控制的...
采用旋量键合图建立球面2-DOF过约束并联机器人机电两种能量并存系统动力学模型，该方法相对传统力学原理动力学建模方法的优点是建模过程规则化，能够得到适合于现代控制理论的空间并联机构状态方程。所建动力学模型只有36个方程，但由于被动过约束（公共约束和冗余约束）和主动过约束（冗余驱动）的存在，共有43个未知量需要求解。为此，针对...
以关节式机器人为对象，进行机器人仿人运动研究。从人体动作姿态识别、人。机动作映射、机器人运动控制等方面，详细阐述机器人仿人运动算法。提出人体动作姿态识别方法，利用Kinect传感器捕获人体运作的关节点位置信息，在建立人体基准坐标系的基础上，为了得到描述肩、肘运动的动作信息，计算人体手臂动作的关节角度，实现人体动作姿态的识别...
采用多目标进化算法对正铲挖掘机工作装置进行优化设计，目标是水平直线挖掘铲斗切削后角变化量、主要挖掘区域内纵向斗杆挖掘最大挖掘力和纵向铲斗挖掘最大挖掘力3个性能指标。针对NSGA-II处理具有复杂Pareto最优前端优化问题能力不足的问题，提出动态拥挤排序策略，提高算法求解的多样性，引入差分算子和柯西变异算子，提高算法的全局寻优能力...
将离散约束优化问题转化为等效约束整数规划问题（Constrained integer programming problem，CIPP），并应用离散差分进化（Discrete differential evolution，DDE）算法求解这类问题。提出DDE算法种群维分量一致的概念，并揭示种群维分量呈现一致状态将导致进化停滞的缺陷，数值算例仿真结果验证了理论分析的正确性。在引入定量刻画DDE算法种...
基于箔片轴承结构刚度试验结果推导单个波纹箔片非线性刚度模型，通过有限差分法耦合求解气体Reynolds方程、气膜厚度方程和单个波纹箔片非线性刚度方程得到了轴承静态特性，研究波纹箔片非线性刚度对轴承静态特性的影响。通过对波纹箔片非线性模型和文献中的波纹箔片等刚度模型仿真结果进行对比分析，结果表明：单个波纹箔片刚度具有很强的非线...
综合考虑电动机端电压频率的实时变化以及电动机负载扭矩波动对电动机瞬时转速的影响，建立了变频控制游梁式抽油系统曲柄运动规律、抽油杆柱纵向振动规律与系统动态参数的仿真模型。将抽汲参数、平衡装置参数、频率函数、电动机输出轴皮带轮转动惯量等系统运行参数作为优化设计变量，在保证油井产量不变、抽油机承载能力、抽油杆柱强度、平衡度...
提出一种压电型薄膜式差动节流阀，实现出油口压力的差动控制，并建立节流阀的数学模型，得出了流量公式。静压主轴前端采用静压轴承支撑，后端采用滚动轴承支撑，建立了静压主轴的动力学模型，且忽略静压轴承的动压效应，得到了静压轴承的油膜力以及流量公式。利用压电型薄膜式差动节流阀的差动效应，使节流阀的两个出油口分别连接静压轴承的对...
针对多跨转子轴系现场动平衡需频繁启停机的问题，结合影响系数平衡法和模态振型平衡法特点，提出一种新的基于动力学有限元模型的轴系无试重整机动平衡法。综合转子动力学相关理论和有限元技术，通过仿真构建与轴系结构尺寸和运行参数相符的转子动力学有限元模型。采用柔性转子共振分离原理，分析轴系振型和不平衡振动阶次以确定各跨转子加重平...
作为列车走行部的关键零部件，轴箱滚动轴承支承松动故障会直接影响到车辆的运行平稳性。针对高速列车滚动轴承内圈与轴颈配合的松动问题，提出一种车体-构架-悬挂-滚动轴承-轮轨的垂向耦合动力学模型，并采用优化的四阶Runge-Kutta数值积分及试验方法，研究不同松动间隙、不同行驶速度下，高速列车滚动轴承支承松动系统的非线性动力学特性。结...
针对轴承早期微弱故障难以准确识别的问题，提出一种基于双时域微弱故障特征增强的轴承早期故障智能识别方法。利用广义S变换和Fourier逆变换推导出一种双时域变换，将轴承振动信号变换为双时域二维时间序列。根据双时域变换的能量分布特点，提取二维时间序列的主对角元素以构建故障特征增强的时域振动信号。仿真信号和轴承故障信号分析验证了双...
扭振测试对旋转机械的故障诊断具有十分重要的意义，当测速码盘存在偏心时，会给扭振测试带来很大的误差。在轴实际存在扭振的情况下，由理论推导，得到在码盘偏心时测量转速与轴实际转速之间的关系式，从而得到测量扭振角速度，分析出测量扭振的组成成分并得到了其数学表达式。讨论影响扭转各成分幅值大小的因素，偏心比越大，测量扭振的误差越...
针对稳定平台中活动线缆布局设计不合理造成的弹性干扰力矩较大的问题，提出一种基于运动仿真的活动线缆虚拟布局设计方法。该方法首先从拉伸、弯曲和扭转等方面考虑了线缆的物理属性，并建立基于Cosserat弹性杆理论的线缆物理模型，在此基础上建立了以活动线缆干扰力矩最小为目标的布局优化模型，针对无干涉约束、无过弯约束和长度约束进行了仿...
切削参数是数控加工工艺中的重要组成，切削参数的合理选择能够显著影响到机床能量效率。为提高机床能量效率，分析数控铣削加工的能耗构成特性和加工时段能耗特性，建立数控铣削加工能耗模型，并通过非线性回归拟合获取能耗模型的相关系数，建立了以最高能量效率和最小加工时间为目标的多目标优化模型，采用连续禁忌算法对模型进行优化求解。通...
在对任意结构机床进行空间几何误差建模时，必须要获得该机床运动轴误差传递链，从而基于微分变换实现任意结构机床误差建模。通过运用多体系统理论，构建任意结构机床拓扑结构与低序体阵列，利用机床拓扑结构与低序体序列提出了机床运动轴连接支承件相对运动矩阵与机床支承件连接矩阵概念，建立了获取运动轴误差传递链的数学模型。该数学模型将...
针对可重构制造系统（Reconfigurable manufacturing system，RMS）需要兼顾柔性和效率问题，提出考虑机床闲置和工件绕路因素的RMS工件族构建方法。该方法首先提取不同工件工艺路线之间的最长公共子序列，然后以最长公共子序列为基础，考虑机床闲置和工件绕路因素将非最长公共子序列的工序合并到最长公共子序列中，形成最短混合工艺路线，通过...
五轴数控机床进给系统组成结构复杂，特别是在复杂曲面加工过程中其动态刚度不断发生变化，成为制约其加工精度的主要因素。研究过程中以五轴机床运动产生的弹性变形为出发点，建立了A／C双摆头机床进给系统动力学模型，推导了因进给系统弹性变形导致的轮廓加工误差，并基于一种新型的自由曲面检验试件，给出了其数控加工过程的运动控制策略，分...
基于对“S”形加工样件的复合机床误差影响溯源的研究，提出一种辨识影响加工缺陷最大的误差参数的方法。该方法将“S”形样件加工缺陷与复合数控机床成形运动综合考虑，采用三次B样条曲面对“S”形样件加工缺陷进行数学表征，并逆向推导出了“S”形样件加工缺陷处对应的刀具中心的实际位置，求解出了实际加工曲面到机床刀具的映射关系。同时利...
螺纹具有特征尺寸小、结构复杂的特点，其非线性接触的有限元分析具有很高的难度，因此机械零件强度仿真分析时螺纹通常被忽略，只根据经验对螺纹作保守设计。事实上承受循环重载的零件极容易从螺纹部位发生疲劳断裂，在设计阶段有必要进行疲劳强度校核。针对此问题，提出了一种基于应力转换的内螺纹高周疲劳强度分析方法。此方法把螺纹根部应力...
传统龙勃透镜是一种具有梯度介电常数的球状介质天线，其功能是实现电磁波的球面会聚与定向发射，可广泛用于移动卫星通信。然而由于梯度介电常数分布、球面汇聚等特征，使得其制造尤为困难，且不易于集成。根据一种新型底面扁平龙勃透镜天线的设计方案，提出采用混合液体介质与3D打印技术相结合的制造方法，采用3D打印技术实现二维、三维透镜框...
为了提高软性磨粒流加工过程中的湍流强度分布均匀性与材料去除率，提出一种基于超声波激振湍流强化的软性磨粒流光整加工方法。在磨粒流约束流道内引入超声激励，利用超声波的空化效应控制流道内的流体流态。建立考虑液固及声场耦合的磨粒流加工动力学模型，对其加工过程中的流场特性进行了模拟研究，并搭建超声强化磨粒流加工试验平台进行验证...
针对金刚石砂轮磨粒形状的不规则性、尺寸的变化性以及空间位置随机分布的特点，采用基于球坐标的随机点产生的空间平面切分实体的方法，建立更接近实际的虚拟多面体磨粒，并建立金刚石砂轮模型；从类似机床刀具切削刃的磨刃二面角出发，运用仿生物学中光密度以及计算机数字图像处理的方法，提出了基于光密度、积分光密度、平均积分光密度的一种...
采用理论分析与试验结合的方法研究沟槽与方柱阵列结构参数对水滴在其表面接触角的影响。基于适用于光滑表面的Young氏方程和适用于粗糙表面的Wenzel模型及Cassie—Baxter模型，建立沟槽结构和方柱阵列结构的Wenzel模型公式以及Cassie—Baxter模型公式，计算出水滴在其表面的接触角理论预报值。采用直径0．1mm微铣刀加工出相应的沟槽结构和方柱...
采用316L不锈钢粉末基于激光3D打印技术（Laser 3D printing，L3DP）制备多孔结构试样与致密试样，研究其微观组织结构及压缩性能。首先对两种试样进行显微组织分析及显微硬度测量；随后进行压缩试验，获得两种试样工程应力．应变曲线并比较其压缩性能；最后利用有限元数值模拟动态再现两种试样的压缩过程，分析变形过程中金属流动与宏观工程应...
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