套接式展收机构展开锁定后的刚度主要由相邻套接筒接头刚度决定。为了保证套接式展收机构整体刚度,设计了一种碳纤维复合材料与金属材料相结合的套接筒接头结构。考虑套接筒接头间隙的影响,将套接筒接头刚度分为间隙未排除段和间隙排除段,对其弯曲刚度进行了理论建模和仿真分析。开发了相应的接头弯曲刚度测试试验装置,实现了弯矩定量加载。设计...
将平行四边形机构应用于轮腿的设计中,提出了一种新型连杆铰接轮腿式机器人的设计方案。针对该新型轮腿式机器人的特点,提出了三种不同的步态:爬行步态、对角步态和滚动步态。借鉴了腿式机器人的一些概念和方法,对三种步态的生成原理和运动特性进行分析,并研究了该机器人在采用这三种不同步态情况下的重心高度变化规律、步距、占空比以及稳定裕...
针对六足并联机器人冗余驱动问题,提出以降低能耗,提高承载能力为目标的驱动力优化分配方法。通过建立六足并联机器人运动学与动力学模型,得到机器人关节驱动力与脚力间转换关系。在分析机器人动态平衡条件并考虑摩擦约束、最大驱动力约束及触地约束的基础上,建立以驱动力平方和最小为目标函数的二次规划问题。基于QR分解的广义消去法消去等式约...
提出一种可重构空间五杆机构,其具有两种不同的工作模式,模式一为平面二自由度运动,模式二为一个转动运动,两种运动模式进行切换的初始位形具有瞬时的平面二自由度运动和一个转动。将可重构空间五杆机构与一个具有一个转动副和一个球副的串联支链相连,构成一种具有两种不同工作模式的可重构混联支链。利用三条可重构混联支链连接并联机构的运动...
针对配置单目手眼相机(Eye in hand,EIH)的六自由度(Six degrees of freedom,6-DOF)串联装配机器人标定问题,提出了一种基于平面靶标的机器人标定方法。将平面靶标固定放置在工作台上,安装在机器人末端执行器处的EIH随机器人各关节依次转动,并拍摄靶标图像。利用ZHANG两步标定法对EIH进行标定,求出各拍摄位置处相机光心在靶面坐标系下的坐标。根...
Exechon机器人中的并联模块2-UPR-SPR机构由内副P驱动(U:虎克铰,P:移动副,R:转动副,S:球铰),运动部分质量大且对刚度有一定影响。提出外副驱动的2-PUR-PSR并联机构,具有和2-UPR-SPR相同的自由度数目和性质,采用螺旋理论分析了2-PUR-PSR并联机构的自由度,确定了其两条转轴,建立了位置逆解模型。基于螺旋理论得到描述机构运动/力传递性能的局部传...
瞬态振动信号会使信号的幅值与频率结构发生'显著'变化,也是设备故障的重要标志。将听觉显著图方法引入振动信号分析中,并基于瞬态信号的时频分布特征,提出了一种新的听觉显著图计算方法,以用于表征瞬态信号。首先对信号进行带通滤波、包络提取和非线性压缩,继而模拟听神经元的时频感受野特性,进行多尺度二维和一维低通滤波,并对滤波结果进行跨...
多源驱动/传动系统广泛应用于新能源、航空航天、海洋工程等领域重大装备中,其齿轮传动装置通常由多个电动机共同驱动。针对多源驱动/传动系统在工作过程中存在的多驱动源速度与转矩不同步问题,结合其复杂耦合非线性的结构特点,提出一种以轴系单元法为基础,包含驱动电动机、齿轮传动装置和负载特性的多源驱动/传动系统机电耦合动力学模型。研究...
在可变阶波包络单元法和声有限元法的基础上,研究了预报无限域自由场结构声辐射的可变阶波包络单元与有限元耦合方法,推导了预报声压的耦合计算公式。在该方法中,结构外区域自由场空间分为使用有限元单元离散的内区域和可变阶波包络单元离散的外区域,根据外区域波包络单元构成的刚度矩阵的组成特性,对其进行分解,并对总系统耦合矩阵方程进行了重...
作为一种新兴的机器学习方法,深度学习在故障诊断领域逐渐得到了应用。其中,堆叠降噪自编码(Stacked de-noising auto-encoders,SDAE)算法先对原始数据添加'损伤噪声',然后通过自编码网络进行数据重构,从而得到更鲁棒性的特征表示,易于进行故障分类。然而针对具体的故障诊断问题,网络隐含层节点数、稀疏参数以及输入数据置零比例将直接影响诊断...
针对目前机械振动信号频带越来越宽,依据传统香农-内奎斯特采样定理进行数据采集时,将会得到巨量振动数据,对存储、传输和处理带来困难的问题,提出了基于K-SVD字典学习算法的稀疏表示振动信号压缩测量重构方法。首先分析了振动信号在基于K-奇异值分解(K-Singular value decomposition,K-SVD)字典学习算法得到的过完备字典上的近似稀疏性,即可压...
在生物材料试验机上模拟手术的缝合操作,研究了缝合针针尖与肝脏组织的交互作用行为;根据针尖刺破组织前后两个阶段的受力分析,建立了刺破前后两个阶段的能量平衡方程;并基于能量平衡方程和特定的刺入试验,研究不同入刺速率、不同针尖截面形状和直径大小的缝合针对组织裂纹扩散时能量耗散的影响。结果表明,随着入刺速度的增加,针刺入肝脏组织后...
为了准确计算微线段齿轮啮合时的法向接触刚度,引入摩擦因素的影响,通过修正考虑摩擦的弹塑性变形临界面积公式、接触面积公式和刚度公式,结合圆柱结合面接触点面积分布公式,基于已有的结合面法向接触刚度的分形模型,推导出适用于微线段齿轮轮齿法向接触刚度分形模型。通过该模型建立法向接触刚度与法向载荷之间的关系,以及分析模型中的参数对法...
基于有限元法,对渐开线花键副的微动摩擦接触行为进行了分析,得到了接触压力和相对滑移的分布规律,并对齿面摩擦接触状态和磨损进行了分析与预测,探讨摩擦因数对接触压力、相对滑移、摩擦接触状态和Ruiz参数的影响。结果表明:花键副齿面接触压力和相对滑移分布不均匀,摩擦因数越大,最大接触压力和最大相对滑移越小;摩擦因数对齿面摩擦接触状态影...
滚动轴承中,滚子表面材料的剥落或是黏附会引起失效。为研究轴承滚子-套圈间的表面缺陷效应,基于缺陷滚子的有限长线接触问题,建立了动态微观弹流润滑模型,给出了表面凸起和凹坑两种点缺陷,分析了滚子表面缺陷对轴承润滑性能的影响,比较了缺陷滚子与内外圈接触时的润滑特性、时变解与准稳态解的差别,并讨论了缺陷尺寸和形状。结果显示,滚子的表...
在公差分析中考虑变形因素的影响是公差分析的重要研究方向之一。由于零件在加工、装配和使用中受到力、热或环境的影响会发生局部变形,传统的基于刚体假设的公差分析模型已经无法有效考虑变形对于公差的影响,因此有必要对考虑变形影响的公差分析方法和模型进行研究。结合近二十年来国内外专家学者对于考虑变形的公差分析方法的研究,对考虑变形...
节能轨迹可有效减小伺服运动系统耗能与发热。针对现有节能轨迹生成算法复杂及难以用于实时工业控制的问题,提出一种被广泛应用于工业实际的梯形轨迹的节能快速生成算法。考虑调整梯形轨迹加速度、速度参数可改变轨迹形状,以梯形轨迹的加速度、速度为参数,建立以节能为目标的梯形轨迹参数优化问题,该问题属非线性约束优化问题;将原非线性约束优...
粉床的预热是激光选区烧结(SLS)加工过程中一个非常重要的环节,预热均匀性对零件的成形效率和精度有着重要影响。针对大型SLS装备(2 m×2 m),由于粉床区域面积较大,粉床全场温度均匀性难以达到要求等问题,提出了分区域预热温度控制方法,建立基于辐射能系数的数值分析模型,搭建了实验平台,以尼龙12作为试验材料,开展预热试验研究,验证了数值模型的...
机床能量效率的评价是机床能效优化研究的基础。现有评价方法主要集中在机床加工过程的能量效率评价,对支持高能效机床设计的机床自身能量效率评价研究还存在不足和问题。为此,提出表征机床自身能量效率的机床固有能量效率新概念;它是机床加工能力范围内的未来可能的所有加工过程的综合平均能量效率。分析了机床固有能量效率的内涵,提出了机床固...
大型三代先进压水堆核电站最后一个难度最大的重大装备CAP1400大功率屏蔽电机主泵正在国产化研制,关键水力部件叶轮和导叶的水力设计是核主泵科学研究中的一项重点也是难点。基于前期相关研究基础,研发设计比转速约105的混流式缩尺(1∶2.5)高效水力模型,探讨模型建立、参数化水力设计、CFD数值计算与水力性能优化、模型试验与性能分析;针对最优...
将改善后的公理化设计方法与基于模型的系统设计结合,提出了一种面向复杂工程系统的基于模型的公理化设计方法(Axiomatic model based systems design,A-MBSD)。用例、活动和交互等系统行为作为连接系统功能和结构的桥梁被引入公理化设计中,形成新的行为域,从而整个设计过程能够被需求-功能-行为-结构之间的映射有效地表示。在A-MBSD中,一方面设...
分析了汽车工业对于花键轴塑性成形制造工艺的需求,介绍了花键的轴向进给增量式滚轧工艺的原理和基本过程。在自主研制的交流伺服驱动轴向进给增量式滚轧成形装置上开展了初步试验研究,针对不同坯料直径和模具转速进行了相应滚轧试验,结果表明坯料直径的增加能够补偿由于材料轴向流动产生的齿顶圆高度降低;模具转速的增加能够减轻成形花键轴的齿...
颗粒粒度特性对粉体颗粒的应用范围和产品性能有很大影响,为研究颤振球磨机的运动参数（转速率、振动幅度和振动频率）和研磨介质形状对颗粒群粒度特性的影响,进行了十组不同工况的粉磨试验。通过对颗粒群粒度分布特性参数:中位粒径D50,粒度分布宽度WPSD,比表面积S和平均粒径Daps的分析以及极差法处理结果,得到颤振球磨机在转速率85%、振动幅度4...
针对织物表面导电线路制备工艺复杂、导线宽度受限、成本高、柔性差等问题,提出微滴喷射与化学反应相结合的织物表面导电线路成形的方法。利用开发的气动式双喷头微滴喷射系统,对硝酸银和抗坏血酸溶液进行稳定喷射试验研究;在此基础上,以棉织物为基板,进行点阵和不同基板运行速度导线沉积试验,对成形导线线宽和方阻进行测量及微观形貌观察。结果...
为了解决陶瓷刀具材料半经验法设计中存在的盲目性问题,拟在微观尺度上对陶瓷刀具材料性能进行有限元预测,阐明材料微观结构和宏观性能的定量关系,从而为高寿命刀具设计提供理论依据。本研究采用理论分析、数值模拟和试验相结合的研究手段,基于Voronoi法和随机法建立了考虑陶瓷刀具材料微观结构随机性的参数化模型;结合刀具材料微观结构模型和性...
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