一种基于图论理论的大尺度连续变形机构构型综合分析方法

针对航空航天领域大尺度连续变形机构构型问题,提出了一种基于图论理论的大尺度连续变形机构构型综合分析方法。首先,分析了大尺度连续变形机构的组成与基本功能,获得了满足机构拓扑结构、约束条件的要求,对变形机构运动链进行了分析,得到了符合条件的运动链,并对其进行了数学描述;其次,选择并分析了运动链的拓扑对称性,利用特征数组的方法得到了判别矩阵,对运动链进行了同构判别,从而得到了可行的多种运动链形式;再次,建立了各运动链的拓扑图,通过筛选得到了最终的拓扑图,去掉该拓扑图的各个构件,得到了拓扑变换子图和相对应的邻接矩阵,对拓扑图进行了同构判别,再通过改变机架与移动副的位置得到了满足要求的12种构型,画出了其相应的机构拓扑图和机构简图;最后,考虑了大尺度连续变形机构的整体稳定性,避免了尺寸过大等因素,对大尺度变形机构进行了构型优选,得到了符合要求的多种新构型。研究结果表明:该方法能够将大尺度连续变形机构抽象为图形式,获得了22种构型,可根据机构变形要求的不同,改变优选依据,从而得到符合不同要求的构型。

多功能攀爬机器人攀爬机构和变形机构的设计

针对多种攀爬机器人多样的工作环境,设计了一种变形机构和具有自适应性的攀爬机构。通过变形机构的伸缩运动改变自身形态,以实现圆柱杆状面以及金属壁面的攀爬;通过推杆电机的伸缩运动和微型压力传感器的作用,可以控制各轮对杆面的夹持力,因此夹持力可维持在合理范围内,使机器人具有良好的攀爬稳定性和运动灵活性,爬杆过程中如果杆的直径发生变化,机器人可以自适应调节。同时,对机器人爬杆和爬壁时的状态进行了静力学分析。

机器人柔性轮-爪变形机构设计及运动分析

为了提高轮式机器人的越障能力、改善机器人平地运动的平稳性,设计了柔性轮-爪变形机构及机器人运动模式转换传动方案。详细介绍了变形轮的变形原理,并对变形轮的变形过程进行了运动学分析以及Adams运动学仿真,仿真结果与理论结果基本一致。通过理论与仿真相互验证,确定了准确的舵机脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,PWM)波控制范围的设置。为验证所提出方案的可行性,以变形轮半径80 mm为例,通过Adams虚拟样机仿真及样机平台实验,验证了所提出变形轮的越障能力。结果表明,在平地运动时,机器人采用柔性结构具有更强的平稳性。

冷挤压挤入阶段毛坯变形机构的研究

本文采用激光云纹法,在不同设备上研究了反挤压时凸模挤入阶段的毛坯变形机构,获得U场和V场云纹图形,后通过二次滤波得到清晰度较高的U场和V场峰值云纹图。分析了挤入阶段的毛坯变形区的流动特性、位移场和应变场的分布、以及挤入速度和挤入动态能量对金属流动特性的影响。并指出在机械或冷挤压机上采用合适缓冲参数的缓冲装置,可降低载荷和有利于金属的流动。

飞行器翼舵变形机构设计与试验技术概述

变形飞行器能够根据不同飞行高度、飞行速度等环境,主动调整气动外形,实现高速飞行、无动力机动、巡弋待机等多种飞行模式的灵活组合,以满足多种复杂任务需求。本文从变形飞行器翼舵变形技术入手,对变形机构的构型与驱动技术、机构动力学分析与试验技术、机构强刚度分析与试验技术等方面进行梳理分析,并总结提出了未来技术发展趋势,为飞行器翼舵变形技术的深入研究及应用提供参考。

运载火箭发动机喷管变形机构型综合分析研究

为有效缩短箭体长度,增大喷管扩张比,提高发动机比冲,对运载火箭发动机进行了喷管变形机构型综合分析。首先分析了国内外喷管变形机构发展历程,在此基础上系统总结了喷管变形机构的典型应用,并对典型喷管变形机构进行了方案分析,研究了其组成原理和功能设计特点,最后基于机构拓扑图分析方法给出机构构型方案及设计方法。介绍了国内外相关喷管变形机构各构型方案运动原理及设计特点,并综合分析评价了各方案,提出了喷管变形机构技术发展建议,可为运载火箭发动机变形机构设计提供支撑。

基于同轴变形机构的陆空混合移动机器人

文章介绍了一种陆空变形四足机器人Staki,它可以在飞行模式、轮模式和足模式之间切换。文章首先介绍了Staki的机械设计,它结合了同轴驱动机构和连杆变形机构。然后建立了Staki的控制系统,提出了每种模式下的控制律。最后利用Webots平台进行了仿真。验证了Staki的移动性,并分析了不同模式下的特性。

基于铰链六杆机构的变形式履带机器人结构设计

在简单的单节双履带移动式机器人基础上,提出一种基于铰链六杆机构具有自适应变形能力的履带式移动机器人。自适应变形机构通过改变机器人前导轮的角度和高度来提高机器人的越障能力以及对地面的适应能力,尾部摆臂模块使用差动齿轮装置与机器人主履带相连接,可起到调整质心位置、辅助支撑、越障的作用。这种移动变形机构不仅提高了驱动电机的使用效率,也简化了机器人的控制系统,使机器人能够以最优的运动姿态穿过复杂路面。

采用单节变形履带机构的新型轮椅机器人

提出一种采用单节变形履带机构的轮椅机器人。该机构能够通过两组摆臂的转动对履带形状与张紧力进行主动控制,以使履带形状更好地与障碍物相适应,从而提高传统轮椅的越障能力。在对比现存各种轮椅机器人越障机构特点的基础上,介绍这种新型轮椅机器人的机构方案及对楼梯这种典型障碍物的爬越过程。针对爬越楼梯这一越障运动,将轮椅机器人转换成等效串联机器人,建立用于描述机器人位置及履带形状的几何模型,并给出基于拉格朗日动力学方程的机器人主动构件驱动力矩的优化求解方法。通过仿真得到了轮椅机器人爬越楼梯过程中各主动构件驱动力矩的变化情况,进而指导完成了机器人驱动系统与机械结构设计并制作出原理样机。通过样机爬越楼梯试验验证了轮椅机器人的越障能力。

三峡升船机塔柱结构变形及其机构适应性研究

三峡升船机作为世界上规模和技术难度最大的垂直升船机,也是我国第一座齿轮齿条爬升、长螺母-短螺杆安全机构、平衡重式垂直升船机,其塔柱结构变形与承船厢相关机构的适应性是三峡升船机能否正常可靠运行的关键问题。在三峡升船机的设计阶段,基于设计荷载及其组合开展了塔柱结构变形的计算分析,研究提出了重点部位最大可能变形预测值,并对这些重点部位的机构适应性进行了评估;在调试运行阶段,基于变形监测资料对塔柱结构的变形进行了反演分析,反演分析结果表明,设计阶段的变形预测值及其规律与实测值基本相符,重点部位的实际变形值小于按照极端情况提出的最大可能变形预测值,也小于相应机构的适应值,升船机运行状态良好。文中采用的塔柱结构荷载组合及变形预测方法,以及通过最大可能变形预测值评估机构适应性的方法是合适的,该方法也可用于200 m级同类型升船机的设计分析。

钢筋笼防变形机构的研究

钢筋笼成型机日渐得到用户的认可并在国内的高速铁路、高速公路、城际地铁、高层建筑、电力工程等的桩基工程中得到广泛应用。

轮滑鞋变形轮收放机构的设计

设计了2种用于轮滑鞋变形轮收放机构,目标是使现有单双排轮滑鞋兼备行走和滑行功能。通过按压杆、横杆、连杆组件、2个主动杆、支撑壳体、卡杆、扭簧等组件的配合,实现单排或双排4个滑轮的展开或收拢动作,并进行固定。能够解决固定式滑轮鞋不便于行走的缺陷,改善现有双排轮滑鞋变形结构复杂、操作烦琐,滑行过程中稳定性差等缺点。

机构变形卡住可靠性分析

对轴类机构变形卡住可靠性从理论上进行了系统的分析，推导出克服轴类机构附加变形所需功的计算方法，给出轴类机构变形卡住可靠性的计算公式，并用算例阐明基本概念及具体算法。

可变形履带机器人跨越台阶的动力学分析

针对各种灾难过后复杂的地理环境,设计了一种具有平行四边形结构的可变形履带机器人.为了计算机器人在运动过程中的电机驱动力和地面支持力,对机器人上台阶过程进行了运动分析,利用牛顿欧拉方法建立了其跨越台阶的动力学模型,并对其运动稳定性进行了实验.实验结果表明,机器人能够根据运行环境采取不同的运动方式,具有很强的越障能力,适用于崎岖山路、瓦砾及楼梯等复杂环境.此研究可为机器人的运动控制提供借鉴.

橡胶金属的塑性变形行为

简要介绍了多功能钛合金“橡胶金属”的特性与合金组成参数间的关系、冷加工金属组织的变化以及可能的塑性变形机制。

变形机翼的关键技术研究现状及其展望

变体飞行器可实时感知外部环境并自适应变形,可在不同飞行环境和状态下执行多种飞行任务.柔韧性和承载性良好的一体化柔韧蒙皮、大功率作动器、轻量化高可靠性变形机构等智能柔性变形机翼技术是变体飞行器的重要支撑.为研究智能柔性变形机翼技术,在给出变体飞行器机翼主要变形方式的基础上,分析了变形机翼在变形蒙皮、驱动技术、变形机构、空气动力学分析、控制策略以及柔性传感等方面关键技术的研究重点和方法,指出了其发展展望.

履带拖拉机越埂变形装置的设计

针对履带式拖拉机在越埂时因存在过大倾角而产生的安全问题,设计了一种履带拖拉机变形装置。文章介绍其整体结构与工作原理,并对变形架机构与履带张紧机构进行详细说明。装备该变形装置的履带拖拉机在通过田埂时可降低最大倾角和悬空高度,进而行驶更加稳定、安全。

基于连杆机构的爬楼梯轮椅设计

设计了一种自助爬楼梯轮椅,其主要部分由连杆机构组成。在拟定整体方案的基础上,对升降机构、平躺变形和爬升机构分别进行了分析、设计。该轮椅可实现自主爬楼梯、平躺、按摩、可折叠桌等功能,具有承载能力大、耐冲击,满足不同的运动轨迹及便于加工制造等特点。

可变前掠翼机构设计与仿真研究

设计了一种无人机变前掠翼的变形机构方案.建立了该机构的数学模型,用Matlab软件对变形机构的主要参数进行了优化设计,获得了合理的机构尺寸;对于优化后的变形机构,利用Solid-works和Adams软件建立了运动学仿真模型,对机构进行了运动学仿真,获得了运动曲线,进行了运动分析.分析结果表明该机构能满足变形要求,且机翼转速均匀,运动平稳,可作为无人机变前掠翼的变形机构方案.