磁力耦合联轴器三维传递转矩及特性参数分析

针对传统二维方法因忽略端面效应导致磁力耦合联轴器传递转矩计算不精确问题,借助单对永磁体传递转矩的库伦表达,建立具有多对弧形永磁体结构的磁力联轴器三维转矩解析模型,通过与三维有限元模型磁场分析对比验证了该模型可行性。对磁力耦合联轴器转矩特性参数包括:磁极对数、转子厚度、磁体轴向长度、节距比等对传递转矩的影响进行了分析,研究结果表明:合理选择磁极对数并适当减小气隙厚度有利于增加传递转矩;传递转矩随内、外转子厚度的增加而变大,但变化率逐渐减小;当转子轴向长度大于径向长度时,漏磁现象显著减小;选择合适的节距比有利于提高永磁材料的利用率。提出的磁力耦合联轴器三维转矩模型可为联轴器的结构设计与优化提供理论指导。

磁力耦合动密封驱动结构参数优化设计与试验分析

为实现压力容器的零泄漏动密封传动,提出一种磁力耦合驱动结构的优化设计方法。以耗费永磁材料最少的情况下实现传递转矩最大、涡流损耗最小为优化目标,构建改进粒子群算法,对磁力耦合驱动结构进行参数优化设计。根据优化结果设计磁力耦合驱动结构,并通过三维有限元仿真及试验检测验证了所设计结构可满足实际应用的转矩要求,实现了压力容器的零泄漏动密封,可为同领域磁力驱动结构的设计提供指导。

高转速大惯量筒纱脱液转笼的设计与分析

针对纺织工艺对筒纱改性和染整中遇到筒纱脱液甩干的问题,设计了可用于高转速大惯量环境的脱液转笼结构,并对其进行了剪切力、弯矩校核分析。依据材料力学分析结果,提出了改进后的转笼结构。利用有限元分析软件分别对改进前后的转笼结构进行仿真分析,结果表明改进后的转笼结构有效控制了变形量,大幅度降低了所承受的最大应力,改善了疲劳安全系数。数值模拟结果给高转速大惯量脱液转笼的结构设计和使用工况设计提供了理论依据。

基于分段线性MPCA的充液氨过程建模及监控

为深入分析晶变改性装备中反应釜充液氨工艺过程特性,同时也为了进行更精确、有效的过程监控,提出了一种分段线性多向主元分析(MPCA)方法,实现该间歇过程的建模及故障诊断。首先将三维建模数据降维展开并进行主元分析(PCA),得到采样点数据特征矩阵;然后基于间歇过程的多操作时段特性,根据特征矩阵相似度最大隶属原则,通过设定窗口长度可调的滑动聚类器,在系统运行轨迹上分别从数据变异的方向和幅值对采样点进行2次聚类划分,将间歇过程操作周期分割为一系列运行特性相同的子时段,最后利用各个子时段的线性MPCA模型逼近系统非线性运行过程,实现间歇生产过程建模及在线监测。通过反应釜充液氨工艺过程的实际应用,结果表明提出的建模方法能够对该间歇生产进行合理的、易于从过程特性角度解释的时段划分,所建模型具有可靠的监控性能,能及时准确检测出系统运行过程中的异常情况。

高校新进青年教师快速完成角色转变的思考

博士毕业，踏上讲堂，虽未走出校园，却发生了角色的转变。作为一名新进青年教师，如何尽快适应高校的教学科研工作是踏出人生新征程的关键一步。本文从青年教师自身出发，结合所在高校的特点，谈谈入职以来的一些感悟。

双机械手协同运动模型及其工作空间分析

基于双机械手建立协同运动学模型,分析其最佳协调工作空间。首先,采用D-H变换矩阵法建立双机械手运动学模型,揭示机械手末端执行器在不同运动形态下笛卡尔坐标空间位姿与机械手各关节变量之间的转换关系;其次,利用MATLAB中Robotics Toolbox建立双RCX340机械手三维仿真模型,验证运动学模型的可靠性;最后,根据末端执行器的位置向量,采用蒙特卡洛法对双机械手的工作空间进行了分析,得到双机械手末端执行器的最佳协调工作空间,为双机械手协调轨迹规划提供了理论依据。

簇绒地毯停机痕迹机理及控制方法的研究

以DHGN801D-200型簇绒机为分析对象,研究了簇绒地毯停机痕迹的形成原因,并提出了合理的解决停机痕迹的控制方法。首先介绍了簇绒系统的组成以及纱线路径;然后分析了纱线路径与纱线伸缩量之间的关系;再根据纱线的力学特性以及蠕变过程,对地毯织造过程中纱线的受力变化进行分析;最后根据理论分析结果提出了采用高位停机来消除停机痕迹的方法,并通过工艺实验证明了该方法是有效和可行的。

分布柔度桥式位移放大机构静动力学性能研究

该文对分布柔度桥式位移放大机构的放大比、刚度特性及固有频率等静动力学性能进行了研究。首先,根据柔性梁单元的刚度矩阵建立了该放大机构的位移放大比及其输入刚度解析模型。随后根据柔性梁的变形曲线方程,通过求解变形曲线对时间的导数,得到梁上任一点速度以获得柔性梁在机构振动过程中动能表达,在此基础上,利用拉格朗日法建立了具有3个广义坐标的桥式放大机构的振动方程,并得到其工作方向的固有频率。最后利用有限元与实验方法对其动力学性能进行了测试。实验结果表明,解析计算结果与有限元分析及实验结果较吻合,证明了所建立的解析模型的准确性。

电涡流柔性触觉传感器的结构设计与实验

基于电涡流原理设计了一种可检测三维力的柔性触觉传感器。该传感器的结构采用多线圈阵列与柔性材料相结合的方式,外部施加的力使柔性材料形变,从而使金属薄层与线圈的间距改变,进而各线圈的感应电压发生变化。通过外部施加的力与线圈输出的感应电压之间的关系,建立对应的特征函数,判断外力施加的方向和大小。根据所设计的传感器结构确定制造工艺并进行制备,经一系列试验测试了传感器的输出特性,结果表明所设计的传感器具备三维传感能力,满足机器人柔性触觉感知和三维测量工作的需要。

改性处理对亚麻纤维形态结构和结晶度的影响

研究改性处理对亚麻纤维形态结构和结晶度的影响。采用改性技术对亚麻纤维进行处理,通过扫描电镜观察亚麻纤维形态结构的变化,用X射线衍射法测其结晶度的变化。试验表明,经改性后的纤维截面变圆、内腔变小、表面平滑且光泽感强,结晶度降低,晶粒尺寸减小。指出改性处理改善了亚麻织物的服用性能,为开发高档亚麻产品提供了有利条件。

簇绒地毯织机伺服横动提花系统的研究

提出基于伺服电机和电子凸轮型运动控制器驱动控制的簇绒地毯织机横动提花系统。阐述了横动提花原理、系统硬件结构、花型设计软件等,建立了横动补偿系统的数学模型,并得出理论补偿量的计算公式。该系统实现了通过控制伺服电机驱动滚珠丝杠,实现直线往复运动,从而带动针排按给定花型规律进行横动提花,是对传统机械式共轭凸轮的数字化升级,满足了复杂花型提花要求和多花型快速转换,提高了产品的质量和生产速度。

双调制同轴磁齿轮的结构设计与传动性能分析

针对传统磁齿轮永磁体漏磁现象而引起的传递转矩较低的问题,在永磁体气隙相对磁导率推导分析的基础上,建立了具有双调制结构的同轴式磁齿轮模型。运用有限元方法对该模型进行仿真,分析研究了辅助磁通调制的作用,并计算磁通密度和传递转矩,与传统磁齿轮的磁通密度和传递转矩进行了比较。仿真结果表明,双调制结构的同轴式磁齿轮能有效增强气隙磁通密度,减少漏磁并提高传递转矩。这种双调制磁齿轮结构对同轴式磁齿轮转矩密度的提高及应用具有重要意义。

基于改进蜻蜓算法的磁齿轮复合电机控制研究

针对磁齿轮复合电机双转子结构在无接触传动时出现振荡和超调的问题,提出了一种基于改进蜻蜓算法(improved dragonfly algorithm,IDA)的双闭环PI(proportional integral,比例积分)参数自整定矢量控制方法。针对DA在收敛速度和收敛精度等方面存在的不足,分别在算法寻优的前期、中期和后期引入Tent映射、改进权重系数和差分优化算法,并在其适应度函数上增加可抑制振荡和超调的惩罚项,使算法的收敛速度和收敛精度得到明显提高。采用PI、DA-PI和IDA-PI三种控制方法对磁齿轮复合电机进行控制仿真和实验,结果表明,在IDA-PI控制下电机转速的超调量和稳态误差最小,动态响应速度最快,证明了所提策略的有效性。研究结果为不同拓扑结构磁齿轮复合电机的控制提供了参考。

基于混沌映射和差分进化的改进蜻蜓算法

针对蜻蜓算法初始种群随机性大、算法权重参数调节困难导致算法收敛精度低,后期种群收缩限制导致算法活力不足、收敛速度慢等问题,提出一种基于混沌映射和差分进化的改进蜻蜓算法。通过Tent混沌映射,使种群初始化分布均匀;改进对齐权重、聚集权重和惯性权重,提高收敛速度和精度;引入差分算法,提高最后时刻收敛速度;最终选取9个测试函数做仿真试验对比。结果表明,相较于基础蜻蜓算法、差分进化蜻蜓算法,基于混沌映射和差分进化改进后的蜻蜓算法收敛速度和精度提升显著,避免陷入局部最优解,能获得稳定可靠的全局最优解。

仿蟋蟀跳跃机器人的设计与仿真分析

基于对仿生跳跃机器人的认识,设计了一种仿蟋蟀跳跃机器人。对该跳跃机器人的腿部关键结构进行了三维建模,并将该模型导入ADAMS中进行运动学仿真。通过仿真分析得到机器人机身质心高度、前进速度等参数的变化情况,验证了该腿部模型的运动性能和稳定性。

模块化柔顺关节力矩传感器的设计与分析

基于模块化柔顺关节对力矩信息感知的需要,设计了一种新型结构的模块化力矩传感器。建立了力矩传感器弹性体的SolidWorks三维模型,然后将三维模型导入ANSYS Workbench中进行有限元分析。分析数据表明传感器满足弹性体强度要求,并有良好应力应变方面的线性性能。

计算机辅助机械设计的机器人教学探究入门探讨

在各种科技活动中,单马达机器人是一种常见机械结构,机器人教学入门,可以以计算机辅助的机械设计原理和方法出发,结合学校高中机器人科技活动案例,分析其中的机械原理、结构设计和计算机建模。

Multi-objective Optimal Trajectory and Placement of a Robot for Cotton Yarns Handling

This study deals with a robot manipulator for yarn bobbin handling in the cotton yarns lattice distortion modification system.The aim is to achieve an operation of yarn bobbin handling with minimal execution time,energy consumption and jerk in motion together.The placement of the robot,in relation to the yarn bobbin stations,is also optimized in conjunction of trajectory optimization.Three possible techniques for building the handling traj'ectory were considered:the quaternion spherical linear interpolation in Cartesian space,the quintic polynomial spline and quintic B-spline in joint space.The genetic algorithm(GA) was used to optimize the trajectories of the robot,with a penalty function to handle nonlinear constraints associated in the robot motion.Two simulations of the optimal trajectory in joint space and the placement of robot were carried out and the results obtained were presented and discussed.It is concluded that the quintic polynomial spline constructs a better trajectory in joint space and the proper placement of robot makes better performance.

混合充磁式磁齿轮复合电机损耗仿真与分析

针对一种混合充磁式磁齿轮复合电机的损耗进行了研究,对比分析混合充磁式磁齿轮复合电机和径向充磁式磁齿轮复合电机的磁场和气隙磁通密度及其谐波,得到了不同转速下两种磁齿轮复合电机的铁耗和涡流损耗情况,并对调磁块形状进行了优化。结果表明,与径向充磁式磁齿轮复合电机相比,混合充磁式磁齿轮复合电机铁耗更小,产生的磁场强度更强,内层和中层气隙磁通密度更大,外层径向磁通密度和切向磁通密度的谐波幅值相对较小,有助于减少涡流损耗;优化后的圆形调磁块结构,可以减小复合电机的涡流损耗和铁耗。

基于漏磁原理的钢丝绳无损检测励磁结构设计与优化

为提高钢丝绳无损检测装置的励磁效果,基于漏磁原理在不改变永磁体总体积前提下,增加轴向永磁体,通过改变永磁体充磁方向,增加磁路横向磁感线密度,同时在轴向充磁永磁体之间安装电磁屏蔽器避免形成干扰磁感线;使用有限元分析对装置参数进行优化设计后,钢丝绳最大磁化强度提高约8.8%,饱和长度提高约24%,励磁效果优于已有励磁结构。