针对自动仓储领域的应用需求,研究了冗余驱动绳索牵引并联机器人的构型选择和参数优化问题。分析了自动仓储应用中冗余驱动绳索牵引并联机器人的结构特点,建立了静力学模型和力可行条件。基于动平台在需求力矩下力可行条件的分析,提出了一种最大负载优化指标。设计了完整的优化方法,并对所有构型的最大负载进行优化,最终得到了最优的构型及其动...
针对机器人辅助骨折复位操作中的人机协同手术安全问题,提出一种基于复位路径包络误差和改进人工势力场的复位安全策略。根据CT扫描数据,采用逆向建模构建骨折的3D数字化模型,采用A*搜索算法规划避障复位路径。基于临床手术精度要求和术前规划的复位路径,在所规划的复位路径周围构建包络误差面,提出改进的人工势力场法,以无数个包络圆形成的包络...
舰船稳定平台实时检测并补偿船体在海浪中运动,为舰载设备提供对地稳定空间。稳定平台处于不断运动着的工作环境,准确高效的非惯性系动力学模型是提升稳定控制品质的重要前提。借鉴串并混联机构动力学建模过程,通过虚拟低阶参考系机构,将惯性系动力学研究方法扩展非惯性系当中,利用凯恩方法建立3UPS/S并联稳定平台非惯性系下动力学模型。为了验...
在实际工况下,旋转矢量(Rotate vector,RV)减速器的振动信号往往掺杂噪声。被噪声污染后的振动信号给RV减速器的故障诊断带来挑战。为此,提出一种噪声干扰下的卷积神经网络模型(Anti-noise network,ANNet)以实现RV减速器的故障模式识别。该模型首先将一维振动信号通过信号堆叠的方式转化成二维灰度图像,然后采用Dropout操作直接对原始输入信号进...
输送带跑偏是带式输送机运行过程中最常见的故障。为研究输送带跑偏运动规律及各种因素对其产生的影响,提出基于多体动力学方法,对带传动系统进行离散处理,根据输送带与滚筒间的刚柔多体耦合接触,建立其多体非线性接触动力学模型,研究滚筒平行度、输送带黏弹性特性、运行状态以及输送带与滚筒间压陷深度等对输送带偏移量的影响,并在此基础上研究...
将传统反应谱法应用于核环吊抗震分析时,通常需要将轮轨关系绑定,不允许部件相互脱离,因而无法模拟强震作用下可能发生的跳轨行为以及水平轮对安全壳产生的冲击。结合核环吊结构特点,首先,考虑部件间的非光滑接触,采用非光滑多体系统动力学方法建立动力学方程,此模型可以较为真实地反映核环吊各部件间的接触碰撞效应。然后,利用模型降噪方法滤除...
以非线性二自由度主动悬架模型为研究对象,分析与验证了基于参考天棚模型的滑模控制算法在非线性悬架控制中的有效性。根据参考天棚模型和非线性二自由度模型中簧载质量位移和速度相等,利用滑模控制方法,给出了非线性二自由度主动悬架的控制力的计算方法。试验测试了有无控制时非线性二自由度主动悬架系统中簧载质量的加速度,验证了主动悬架的控...
建立了带平衡梁结构的水润滑可倾瓦推力轴承启停过程瞬态模型,在该模型中考虑了界面滑移、挤压作用和支点变形的影响。采用该模型分析了相同运行条件下平衡梁结构与非平衡梁结构的可倾瓦推力轴承的启停过程。分析结果表明:随着瓦面高度误差的增加,轴承的启停转速增加。设计了一套水润滑可倾瓦推力轴承机理研究试验系统,包括平衡梁与非平衡梁结构...
为了优化橡胶垫支撑的水润滑可倾瓦推力轴承橡胶垫的偏心率,并研究橡胶垫最佳偏心率的影响因素,提出了轴承热流体动压润滑性能计算模型,采用有限元法求解橡胶垫在非均匀压缩时作用于推力瓦块的支撑力和力矩,并拟合支撑力和力矩随压缩量和瓦块倾角变化关系方程,采用有限差分法求解流体域各控制方程,研究了载荷、转速、瓦块尺寸和长宽比等因素对橡...
为研究润滑油的剪切稀化效应对径向滑动轴承性能的影响,考虑剪切稀化、紊流、质量守恒边界建立了轴承的热流体动力学润滑分析模型,采用有限元法求解了其润滑性能,通过对比理论与试验结果验证了理论分析模型的正确性,分析了不同转速、载荷和进油温度下剪切稀化对轴承润滑性能的影响规律(油膜厚度、油膜压力、温升、功耗、流量等),探讨了温度计算...
研究了四种不同含碳量的环烷烃润滑膜在不同负载下的边界润滑行为。建立具有正弦曲面凸峰的粗糙面边界润滑系统模型,采用分子动力学模拟了四种润滑膜分别在25~500 MPa的四种负载下沿膜厚方向的密度分布。在系统的上、下固体壁面施加方向相反的剪切速度,计算出壁面原子的应力、固液界面摩擦力、正压力和摩擦因数。试验测量了环己烷油膜的摩擦因数...
N-1型多面体夹芯结构是一种新型的三明治类夹芯结构,具有比强度高、耐热性好、抗冲击等特性。针对N-1型多面体夹芯结构性能优化过程中,由于设计机理不明导致设计空间复杂、优化计算量大、优化结果局部最优等问题,提出基于体胞演化机理的N-1型多面体夹芯结构剪切性能正向设计。对N-1型正则多面体体胞进行几何特征分析,定义基础体胞及演化基础圆,...
刀具磨损的在线检测是未来自动化生产的必备功能,良好的评估模型可以有效地提高加工质量,降低经济损失。在现有研究基础上,提出了一种优化的刀具磨损评估方法,该方法综合使用了刀具切削过程中主轴的电流信号与振动信号,改善了单信号分析的不足。对采集到的信号提取时域、频域以及小波包特征,尽可能全面地提取了信号的有效信息。采用t分布邻域嵌...
基于冷金属过渡(CMT)电弧增材制造技术,以2319铝合金为堆积材料,恒定送丝速度与不同焊接速度得到6组单层焊道,分别采用标准曲线对单层焊道截面轮廓进行拟合,结果表明抛物线和圆弧曲线的拟合效果均较好。在损失较小模型精度的情况下简化搭接模型,基于抛物线曲线建立单层多道斜顶搭接模型,理论推导最优搭接间距为0.715倍单道宽度。为了验证模型的...
智能工艺规划是实现智能制造的关键技术。面向新型NC编程数据接口国际标准STEP-NC(STEP-compliant numerical control,STEP-NC),一种基于改进BP神经网络面向STEP-NC 2.5D制造特征的智能宏观工艺规划方法被提出。在该方法中,用于STEP-NC 2.5D制造特征加工操作方法决策的集成BP神经网络模型首先被建立。考虑到BP神经网络容易陷入局部最优和收敛速...
液体静压导轨在超精密机床中广泛应用,其运动误差直接影响被加工件表面精度,因此,针对液体静压导轨运动精度的研究并不少见。然而,上述研究涉及的建模方法都具有一定的简化处理,并且少有考虑恒压式液体静压导轨中关键元件节流器的影响作用。基于运动学理论,直接建立四油垫闭式液体静压导轨准静态理论模型,研究PM流量控制器参数对运动精度的影响...
针对数控机床几何精度设计过程中整机精度设计指标难于合理确定的问题,提出一种基于待加工试件公差指标反演机床刀具工件间相对位姿误差允许变动范围的方法。该方法首先建立试件单一公差项与机床位姿误差之间的约束关系模型,即为满足试件单一公差要求,机床刀具工件间相对位姿误差需要被控制在何种范围内,然后将所有公差项对应的变动范围求交集即...
医用高频电刀通过刀头尖端电弧放电并产生热量完成组织的切割和止血工作,是外科手术中的重要工具。在手术过程中,高频电刀温度过高会使血液和软组织脱水结痂甚至炭化,粘连并包覆刀头,进而对手术过程和医疗效果产生严重影响。为能够有效解决医用高频电刀表面的生物组织粘连问题,国内外诸多学者开展了电刀表面的脱附性研究,具有明显疏血、散热降温...
超低温冷却加工是一种以钛合金、复合材料为代表的难加工材料高质高效加工方法。刀具中内喷式冷却是将液氮通过主轴和刀柄的内腔通道引导至刀尖处。与刀具外喷淋冷却相比,内喷方式对切削区域及刀具的冷却更加充分。常规机床主轴和刀柄无法实现液氮传输功能,其材料和结构更不能满足超低温隔热与动密封要求。为解决机床结构中液氮因汽化和泄漏导致...
甲基丙烯酸酐明胶(Methacrylated gelatin,Gel MA)是具有光敏官能团的改性明胶,有良好的生物相容性,广泛用于构建皮肤、神经等软组织支架。然而,光照交联单一成分的GelMA,其力学性能和结构维持性较差,难以通过挤出3D打印成形生物支架。提出一种适用于挤出式打印且力学性能增强的GelMA复合凝胶,其主要成分为GelMA、明胶和海藻酸钠。黏度测试试验...
为避免高孔率泡沫金属的孔结构在加工过程中变形,提出一种利用填充材料进行泡沫金属固化后再进行孔结构保形铣削加工的新方法。首先对不同填充材料的泡沫铜进行铣削加工试验,然后利用SEM图进行表面形貌分析,选用孔径保形率、孔嵴保形率以及透气性来评价泡沫金属铣削加工的保形效果。基于中心组合试验,以孔径大小和0.7 kPa压力下的流量值为指标,...
目前已有大量研究关注超疏水表面的制备方法,但金属表面微纳米复合结构对Cassie状态稳定性影响的研究还相对较少。采用激光-电化学沉积连续加工方法,在铜表面制备出具有丰富纳米镍棱锥的微纳米复合结构。改变激光扫描间隙,铜样品得到不同尺寸的微米结构,在常温(25℃)和低温(5℃)下表现出不同的润湿性。激光扫描间隙相当于激光光斑直径时,超疏水...
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