几何结构不满足Pieper准则的机器人被称为一般机器人,其逆运动学运算不能采用封闭解法,而采用数值解法又需要庞大的计算量,且存在奇异位置无法求解的问题。为此,将多种群遗传算法应用于运动学逆解运算,提出一种适用于一般机器人的高精度并行求逆算法。为避免机器人位姿收敛精度不同,该算法将目标函数分解为位置和姿态函数,同时引入适应度函数权...
为提高肠道内综合驱动性能,提出一种新型花瓣状结构胶囊机器人,机器人表面四块偏心花瓣廓形与管壁形成四个收敛楔形空间,使流体运动路径发生改变并产生多楔形效应。根据库埃特流动理论,借助牛顿内摩擦定律建立花瓣型胶囊机器人流体动力学模型,在求得机器人稳态游动速度、流体动压力和液体扭转力矩解析解的基础上,对花瓣型胶囊机器人综合性能进行...
基于传统解耦并联机构的定义,并结合3自由度转动解耦并联机构的研究现状,提出一种广义解耦的概念。在广义解耦中,对机构的输出参数进行限定,同一输出参数对应的运动可叠加,保证移动解耦或者转动解耦并联机构具有更好的输出特性。根据机构运动与分支运动之间的关系,提出一种新型广义解耦并联机构型综合方法,包括分支运动规划、分支型综合、分支组...
丝杠、滚柱和螺母在实际工作状态下不可避免偏斜,会对行星滚柱丝杠副的承载、效率和寿命等传动性能产生重要影响。基于此问题,提出一种当零件出现偏斜时,丝杠、滚柱和螺母每对相啮合螺纹牙啮合位置以及间隙的计算方法。借鉴齿轮啮合原理,给出考虑零件偏斜的螺旋曲面相切接触条件,建立丝杠、滚柱和螺母的螺旋曲面方程,并应用坐标变换对零件的偏斜...
确定齿轮整体误差曲线上齿廓评价区域的准确位置是影响整体误差测量精度的关键问题,也是几十年来困扰整体误差推广的难题。提出应当区分整体误差单元曲线上不同阶段数据的可信度,在此基础上提出一种以啮出阶段数据为主确定齿廓评价区域的新方法。为验证新方法的正确性和有效性,进行标准齿轮和产品齿轮在不同转速下的测量试验,对比分析了由三种不...
戴一帆超精密加工是以追求高精度为目标的制造技术,纳米精度制造代表其发展前沿,以极大规模集成电路光刻制造、惯性约束聚变和高分对地观测等为代表的国家重大工程迫切需要纳米精度制造技术的支撑。论文面向国家重大需求和超精密加工发展前沿,开展亚纳米精度制造的基础研究,寻求光学表面加工精度的突破。
针对球形机器人运动强烈的非线性,考虑自主研制的软壳体球形机器人弹性变形特性和与地面接触状态的不同,为了对球形机器人的纵向运动位置和姿态进行镇定控制,研究设计一种基于反馈线性化方法的控制器。基于动力学普遍原理建立球形机器人纵向纯滚动的动力学模型,通过对模型分析得到了该机器人运动性能优于硬质球壳机器人的结论。通过对系统的能量...
为了更全面描述啮合差速转子的端面,通过引入变符系数？,采用相对运动法,推导了适合同向和异向的差速转子端面型线的统一啮合方程。通过改变差速比或者头数比及其他参数,可以得到不同新型的转子端面型线。用此模型建立了差速比为3：1、同向和异向的等径不等导程双螺旋转子混合段。应用Polyflow软件,有限元数值模拟了高密度聚乙烯熔体在两种啮合...
转子的热弯曲变形是透平旋转机械热启动出现较大振动的原因之一。燃机停机后,转子在静置过程中与周围空气通过自然对流进行热交换,由于转子上下部冷却的热效率不对称,轴截面将产生温度梯度,转子发生热弯曲变形。分析了停机后的静置过程中,转子在自然对流冷却条件下截面的温度分布、温差变化及热弯曲变形。结果表明：随着静置时间延长,轴截面的温...
针对快速谱峭度在低信噪比情况下分析效果差的问题,提出应用粒子滤波的前处理降噪方法来提高信噪比,从而解决谱峭度受噪声干扰效果差的问题,进而提高滚动轴承故障诊断的成功率。建立振动信号的状态方程,提取原始信号的背景噪声,将其与状态方程之和作为观测方程。联立状态方程与观测方程来建立状态空间模型。采用粒子滤波对信号重新估计,得到新序...
滚动轴承故障信号具有较强的非平稳特性,并且极易受齿轮等噪源污染,故障特征信息微弱,特别当滚动轴承处于故障早期,上述问题尤为严重。针对这一难点,提出基于瞬时包络尺度谱熵的滚动轴承早期故障奇异点识别及特征提取方法。应用重分配尺度谱对轴承的包络信号进行时频分解,计算每一时刻的功率谱熵,以获取信号的瞬时包络尺度谱熵（Instantaneous e...
共轭凸轮打纬机构广泛应用于高速剑杆织机中,对其进行全面深入的动力学特性研究,将提升织机整体性能,提高生产效率。基于有限元法对打纬机构柔性构件进行有效离散化,为建立精确的动力学模型提供物理模型基础;应用Kane方程结合模态综合技术建立共轭凸轮打纬机构动力学模型,不仅形式简单,求解时也可大大节约计算资源。基于该动力学模型,分别对凸轮...
通过正弦扫频和随机振动试验,研究了不同输入加速度谱谱型、不同振动等级和不同预压力条件下两层计算机堆码包装的动力学响应规律,采用加速度传感器和I-Scan系统分别测取产品的加速度响应和纸箱间的动压力响应。正弦扫频结果表明,预压力对堆码系统的共振频率、计算机共振加速度响应和纸箱动压比峰值均有明显影响。随机振动试验结果表明：上层计...
表面织构化是一种在物体表面制备一系列规则且具有一定尺寸和分布的凹槽、凹坑或凸起等结构的加工技术,自其问世以来就备受国内外同行学者们的普遍关注,当然也存在一定的争议和分歧,主要在于理论研究的结果是否能够完全且成功地应用到实际工程中,以及实际或模拟试验中存在的一些现象又如何通过理论来合理解释。从理论与试验两大方面出发,对现有...
不同尺度的接触行为对表面功能属性有着明显不同的影响,为了研究金属表面在各个尺度的接触行为,提出了基于确定性模型的粗糙表面各尺度接触行为分析方法,通过设备实测得到加工表面的形貌数据,通过小波滤波器对粗糙表面进行多尺度分解,采用有限元方法建立各个尺度的确定性接触模型,并分析得到金属表面在各尺度下的接触面积随法向接触压力的演变规...
建立考虑固体颗粒的滑动轴承的无限长线接触几何模型,推导出含固体颗粒的Reynolds方程,考虑温度、固体颗粒以及表面粗糙度对轴承润滑的影响,通过数值方法分析不同颗粒位置、不同颗粒尺寸以及轴承表面粗糙度对压力和膜厚的影响,并与不含固体颗粒的热弹流解进行对比。结果表明：考虑热效应时,在固体颗粒处压力骤增;膜厚整体减小。随着固体颗粒位置...
本论文以航空发动机等关键机械装备运行安全保障的国家重大需求为驱动,针对传统时频分析方法无法有效满足机械故障诊断中强时变非平稳特征提取以及微弱故障特征增强的问题,本文从匹配机械振动信号中强时变非平稳信号时频结构的角度,深入研究了机械故障诊断的匹配时频分析原理。
分别采集阿拉善地区的青海云杉和双鸭山地区的青仟云杉,提取叶片表面蜡质并用气质联用（GCMS）对提取的云杉表面蜡质进行成分分析。利用MFT-4000摩擦磨损试验机,以合成酯作基础油,云杉蜡质作为添加剂,研究其在钢-钢和钢-铝摩擦副下的润滑性能,考察云杉蜡质成分作为绿色润滑油添加剂的可能性。用光学显微镜观察钢块和铝块表面磨痕形貌,用飞行质谱...
在高速运转工况下,针对某微型电动机人字沟轴承稳定工作中能承受重载荷及减少润滑液泄漏问题,基于流体力学润滑理论及遗传优化算法,采用HBOA软件结合FORTRAN高级编程语言对轴承润滑特性参数进行优化分析。在数值分析中采用半步差分法对量纲一Reynolds（含轴承润滑特性参数）方程进行离散化处理,并在此基础上,研究了轴承在固定载荷W或固定偏心率ε...
利用LM-YLP-20F-Ⅱ型激光打标机在45钢试件表面加工出具有规则排列的圆形微坑阵列。通过环-块线接触摩擦磨损试验,研究了激光表面织构对不同硬度45钢试件干摩擦磨损性能的影响。考察了激光微坑内部和外部的硬度,利用扫描电镜（SEM）观察了试件的磨损形貌,探讨了激光表面织构对不同硬度45钢试件干摩擦性能的影响机理。研究表明：激光表面织构的几...
在多轴铣削加工中,建立准确的加工工序模型是实现航空类零件智能加工的关键技术。为了获得复杂零件准确的加工工序模型,提出一种基于变形映射的多轴粗加工工序模型建立方法。介绍变形映射技术的理论基础,建立三次埃尔米特超限插值的变形映射模型,并分析变形映射模型中影响工序模型几何形状的工艺参数;根据工艺约束的分析结果对工艺参数进行设计,...
为提高产品材质的用户体验,针对产品设计决策过程中设计效果图与实物产品材质效果不一致,设计效果图材质只能进行视觉体验无法进行触觉体验等问题,提出了一种基于用户视/触觉感知体验的工业设计材质测评方法。分析了工业设计材质用户视/触觉感知体验测试的原理,构建了工业设计材质用户视/触觉体验测试评价体系,建立了工业设计材质用户视/触觉感...
提出一种通过精密主轴的结构及零部件制造误差预测其几何回转精度的计算方法。首先利用零部件之间的约束定位关系建立精密主轴的有向图模型,以此筛选出误差累积路径及关键公差;进而使用小位移旋量对各关键公差建模,通过齐次坐标变换的方法分析了4种主轴零件之间典型配合的误差传递过程;再将误差累积路径上的关键公差联系起来,得到主轴几何回转误...
针对高速高精加工中传统的NURBS算法沿曲线方向进行单一插补时,曲线的弧长与参数之间无精确的解析关系、进给速度又总是受到非线性变化的曲线曲率约束,导致基于S型加减速进行NURBS插补时,曲线长度的实时计算以及对减速点的预测十分困难,无法获得曲线余下部分的速度约束信息,而且在进行实时插补的过程中可能出现计算负荷过大、导致数据饥饿的现象...
以减少超精密机床气浮导轨高速运动时气体阻力为设计目标,应用雷诺平均方程（Reynolds-averaged Navier–Stokes equations,RANS）和带旋流修正的k-ε湍流模型,建立导轨微结构功能表面流体动力学减阻分析模型。采用减阻机理分析与仿真方法对比分析矩形沟槽、V形沟槽、U形沟槽、Space-V沟槽等四种微结构表面构型,确定最适合超精密机床气浮导轨表面...
点火工程为我国十六个国家重大专项之一,而靶球微孔制造是其中最关键环节之一。其加工存在大量挑战（如孔径小而深径比大、孔型质量要求高、极小化重铸层/溅射物/腔内残留物）。飞秒激光以其超快、超强的独特性质,带来了全新的制造机理。
为将产品中具有再制造重用潜能的零部件及报废模式等信息反馈到设计过程以有效支持再制造设计,提出产品层次递阶失效模式传递链及其多色模型。通过分析报废产品的层次结构、失效模式、失效程度、回收决策等信息间的关联,构建了产品层次递阶失效模式传递链模型;为了便于计算机的表达与操作,应用多色集合理论对层次递阶失效模式传递链进行数学描述...
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