为实现机器人在核电救灾等非结构化环境中的步态规划和自适应行走,以六足轮腿式机器人为研究对象提出基于当前地形的机器人自适应在线生成步态的规划策略,通过全局地形环境中机器人对前进方向局部地形的实时识别,确定其基本地形类型,产生相应的基本步态,动态生成机器人的步态序列。定义机器人触地状态及其列矢量表达,给出机器人步态因子的分类及...
电子器件的抗辐射防护和热防护是核救灾机器人安全运行的前提。为了使核救灾机器人具有更强的可靠性和更长的工作时间,以机器人驱动核心部件——电机驱动器为研究对象,从提高自身耐辐射性能、增强屏蔽以及热防护角度出发展开研究：去除和替换辐射敏感元器件,紧密式排布安装驱动器以提高空间利用率;基于蒙特卡罗方法模拟屏蔽材料的组成成分与屏蔽...
广播是无线传感器网络一项重要的操作,而网络中节点能量通常受限且通信链路不稳定。针对低占空比传感器网络中引入机器人作为可移动汇点的场景,设计了考虑延迟和能耗的高效广播策略。首先采用最小覆盖圆算法,寻找最优广播位置。然后提出了一种延迟约束的高能效广播树算法（DCEBT）。DCEBT在构造广播树时,使用新的量度来充分利用无线广播特性减小...
电机作为机器人控制和传动系统的核心部件,其在核灾变环境下的稳定运行对机器人的寿命起到决定性作用。提高用于核环境作业机器人的电机耐辐射等级,对于研制核电站紧急救灾机器人具有十分重要的意义。采用傅里叶红外光谱（FTIR）、力学性能测试等对于不同结构聚酰亚胺（PI）绝缘纸的综合性能进行对比分析,发现使用柔性单体制备的PI绝缘纸,其综合...
为获得具有良好伽马射线屏蔽性能的封装材料,采用蒙特卡罗软件（MCNP4C）进行核电机器人电子器件屏蔽材料设计和屏蔽性能模拟,并分别结合小剂量率单向？射线和大剂量率各向同性Co-60源对所制备的钨/氧化铝复合封装材料的屏蔽性能进行实测。结果表明：试验值与模拟值相近,MCNP4C软件可较好地进行材料设计和屏蔽性能评估。另外,随着钨含量的增大,...
以干摩擦阻尼环对高速大功率密度齿轮传动系统减振特性的影响为研究对象,在考虑干摩擦阻尼环减振作用、轮齿时变啮合刚度、啮合传动误差的基础上,建立干摩擦阻尼环齿轮传动系统的弯扭轴耦合多体动力学模型。设计一套输入最高转速为36 000 r/min、油润滑的齿轮传动系统干摩擦阻尼环减振试验系统,并验证了动力学模型的有效性。研究干摩擦阻尼环结...
对一种空间3自由度3-UPU对称并联机构进行动力学分析和联合仿真研究。该并联机构由两个完全相同的平台通过3个同样的UPU支链连接而成,其动、定平台始终关于一个中间平面对称,该机构具有两个转动自由度和一个移动自由度。利用矢量法推导机构各构件的速度与加速度,求解机构各分支的雅可比矩阵,运用虚功原理建立3-UPU并联机构的动力学模型。利用联...
以SCARA并联机器人的发展为背景,用提出的基于方位特征（POC）方程的并联机构结构综合方法,详述可实现三维平动和一维转动（3T-1R）的并联机构拓扑结构综合的完整过程,给出了13种拓扑结构类型（包括现有的3种SCARA并联机器人构型）及其分类,从中还可进一步衍生出具有实用价值的新机型。基于POC方程的并联机构结构综合方法,每一步都有确定的公式...
柔性宏刚性微机械臂是一类典型的刚柔混合机械臂系统。采用有限元法,以2F2R宏微机械臂为研究对象,通过分析,详细推导和建立具有普遍意义的动力学模型。基于给定关节空间运动轨迹,对2F2R宏微机械臂的结构参量、截面参量、材质、集中质量分布等与系统弹性振动尺度效应之间关系与变化规律进行分析。在此基础上,针对操作空间运动轨迹,采用宏微空间分...
将本征正交分解方法应用于螺旋槽干气密封瞬态响应计算。通过直接数值模拟求解瞬态雷诺方程和动力学方程,计算出一组指定的压力阶跃变化参数下干气密封的瞬态响应作为采样源,进而由本征正交分解方法得到基函数,建立干气密封动力学降维模型,该模型可用于计算任意压力阶跃变化参数下的瞬态响应。应用此模型求解大量算例,并与直接数值模拟的结果进...
利用原子力显微镜的胶体探针技术,对不同湿度条件下四种具有典型构筑（光滑二维蜡质层、微褶皱、大褶皱、三维蜡质晶体）的原始植物表面以及两种氯仿处理后的植物样品表面的黏附力和摩擦力进行定量测试和分析。试验结果表明：冬青叶表面光滑二维蜡质涂层降低了其表面能和亲水特性,这不仅降低胶体探针与其表面在干燥条件下固固接触的摩擦力和黏附...
为提高泥浆泵活塞使用寿命,模仿自然界生物体表形态,在现有泥浆泵活塞工作表面加工不同尺寸的凹槽形仿生单元体,在相同的试验条件下,对比研究泥浆泵仿生活塞与标准活塞的使用寿命。试验结果表明,合理的凹槽形仿生单元体设计可以明显提高活塞使用寿命,本研究中最大可提高BW-160型泥浆泵活塞寿命69.52%;仿生活塞使用寿命受凹槽宽度的影响大于凹槽...
基于微凸体侧接触模型,推导了机械密封端面混合摩擦热计算式,研究了转速、摩擦间隙和粗糙度对常用机械密封端面混合摩擦热的影响。结果表明：常用混合摩擦状态下的机械密封端面微凸体接触多为第II类弹塑性接触;当转速ω？2 800r/min时,微凸体接触摩擦热所占比重较大,但随着转速上升,黏性摩擦热比重逐渐增大至百分之百;随着摩擦间隙d的增大,黏性摩...
采用导电高分子材料—聚苯胺粉末作为润滑脂导电添加剂,合成新型电力复合脂。分别对制备的电力复合脂的体积电阻率以及接触电阻（铜片）进行测试,并采用往复摩擦磨损试验机对其室温下在钢-铜,钢-钢摩擦副的摩擦学性能进行研究。利用扫描电子显微镜（SEM）观察金属表面并利用能谱分析仪（EDS）对表面元素成分进行分析。结果表明,聚苯胺粉末能够将...
针对鞋楦数字化设计中对非线性尺寸的约束要求,提出一种基于微分坐标变形的尺寸驱动曲面变形方法,实现围长驱动的楦型设计。基于足-楦尺寸的对应关系修改鞋楦上的非线性尺寸,将围长尺寸变化映射为围线形状的变化,再由变化后的围线形状通过网格变形技术转化为楦型曲面的形状修改。通过迭代计算,可以保证围度曲线长度的精确约束;同时,根据楦型设计...
受运动复合机构构成原理知识欠缺的制约,基于功能综合方法的运动复合机构创新设计仍是挑战性课题。基于分层递阶理论,建立功能分解商空间模型,根据功能分解层粒度要求以及属性函数对目的功能层的贴近度,采用模糊等价映射和改进的宽度优先求解算法,给出手段功能层最佳分解方案,通过逐层分解细化,得到以基本操作为功能单元的功能分解与或树。遍历...
工件的可达/可离性反映了将工件安装到/脱离出夹具装夹布局的可能性,分析可达/可离性有助于在工件上正确选择装夹表面和装夹点。为此依据工件与装夹元件的实际接触或装配情况,利用泰勒定理提出了工件可达/可离性模型。通过将工件安装到/脱离出装夹布局的可能性等价于可达/可离性模型的解的存在性,借助任意数可表达为两个非负数之差这一数学技巧...
五轴数控机床的加工性能在制造行业一直是研究的热点,基于检验试件切削是常见的测评方法,然而试件和机床之间的映射关系难以确定,出现误差后如何调整精度成为难点。为了科学对其评价,通过仿真平台建立了机床控制系统参数与五轴机床检验试件——S试件加工误差之间的映射关系,引入机床各轴分类评价的隶属度,此基础上开发了误差溯源的综合评价体系,...
砂模3D打印是一种快速发展的砂模智能制造技术,能够对任意复杂形体进行几何造型。在实际应用中,砂模造型设计仍沿用传统设计思想,尚未充分发挥3D打印所带来的技术优势。由于传统砂模几何形体中存在冗余结构,直接影响打印效率,因此有必要结合3D打印技术优势对砂模结构进行设计优化,以提高生产效率、节约生产成本。在新工艺环境下,本文建立了一种...
针对单晶Si C化学机械抛光使用的抛光液,研究了产生芬顿反应Fe、Fe O、Fe2O3、Fe3O4等4种铁系固相催化剂的效果。结果发现当Fe3O4作为催化剂时,Si C表面能够产生明显的化学反应,生成较软易去除的Si O2氧化层,化学机械抛光时材料去除率最高达到17.2 mg/h、表面粗糙度最低达到Ra2.5 nm。相比Fe、Fe O、Fe2O3等固相催化剂,Fe3O4更适宜用作Si C的化...
针对传统切削温度测量手段无法实时测量刀尖切削区域瞬态温度的技术难题,研制一种基于Ni Cr-Ni Si薄膜热电偶的瞬态切削用智能测温刀具,采用直流脉冲磁控溅射技术制备了致密性和绝缘效果良好的Si O2绝缘薄膜及热电偶电极薄膜;利用自行研制的薄膜热电偶自动标定系统对研制的测温刀片的静、动态技术特性进行测试和分析,结果表明所研制的测温刀片在...
刀具是数控机床的重要零部件,其性能直接影响着生产加工精度。为实现机床刀具磨损程度的在线分级评估,提出一种刀具磨损状态的评估方法,该方法结合随机森林与主成分分析模型,建立不同工况下主轴电机电流传感器信号样本与刀具磨损等级的非线性映射关系。在不同加工条件下进行刀具性能试验,采集主轴电机的电流信号和铣削加工参数。对信号利用小波...
为实现在加工过程中对薄壁件侧铣产生的较大切削变形进行在线控制,提出基于有限元数值模型和进给速度优化的在线控制策略。根据薄壁件切削过程的有限元仿真结果,建立数控机床进给速度、切削力、工件切削变形间的数值模型,进而确定用于控制变形的最优目标切削力。在具有开放式模块化的数控系统平台上开发了切削力信号实时采集、滤波功能和基于Bre...
在大面积钛合金电火花加工过程中,容易造成电蚀产物聚集且不易冷却从而产生集中放电、拉弧及短路现象,严重的甚至会烧伤工件的表面。因此,为了实现持续稳定的正常火花放电,在放电过程中放电点的位置分布必须均匀。电火花放电产生的气泡及加工屑是影响放电点分布均匀性的关键因素。为此,首先通过计算流体动力学软件Fluent对气泡的运动规律进行了...
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