鞭梢效应在“明日环”魔术的应用

“明日环”魔术也称魔结,或“喜结良缘”。当环自由下落时,套在其中间的闭合链条会迅速打结将环紧紧扣住。“明日环”魔术由于打结过程迅速,只有不到80 ms,背后隐藏的有趣力学原理很少被大家熟知。本文利用由4台高速相机组成的高速相机阵列实验平台,拍摄并重建了“明日环”魔术中链条打结这一关键过程。对环的运动和链条运动的定量分析发现,链条在魔术过程中存在鞭梢效应,使其能够在肉眼无法分辨的速度下完成打结,鞭梢效应是魔术成功的关键力学原理。

带机械手的全自动侧上料电脑锯开发

文章以实际生产为导向,针对木材加工行业人工劳动效率低下,存在重复劳动多、劳动强度大等问题,设计一种带机械手的全自动侧上料电脑锯,能够代替低效率的人工劳作,实现自动锯切木材的功能,显著提高生产效率和节约大量成本。电脑锯包括机架、控制柜、机械手取料装置、上料装置、工夹送料装置、压料装置、裁切装置以及贴标装置。电脑锯围绕机械手取料装置排布。在裁切过程中,机械手取料装置可根据需要对板材进行翻转及方向的调整,全程无需人工介入。

子母门板自动封边机控制系统设计与开发

针对板材加工行业劳动效率低,劳动强度大等问题,文章以实际生产为导向,设计一种子母门板自动封边机的控制系统,它包括可编程控制器以及分别与可编程控制器通讯连接的各种控制单元。安装该控制系统的自动封边机能加工出不同形状的子母门板,能一次性完成子母门板成型、封边、修整的加工工序,具有较高的自动化程度和生产效率,一体化的控制使操作更加方便快捷。

多节舵机驱动的柔软尾鳍机器鱼设计与研究

自然界中大部分鱼类依靠身体和尾鳍的波动推动来驱动自身的运动。仿照该类鱼游形式的水下机器人具有游动效率高、噪声低、隐蔽性好等特点,能够在水体中执行巡逻监测、探测搜索、情报收集等任务,在水下资源探测开发、国家安全防卫等方面具有广阔的应用前景。设计制作一款高效游动的软体机器鱼,该机器鱼仿照自然中应用最广泛的身体-尾鳍推进模式,身体的驱动由三个串联舵机完成,尾鳍采用软体硅胶被动变形来进行能量捕捉,从而实现S型摆动提供推力。实测结果发现柔软的鱼尾鳍推进效率较高,速度达到0.3 m/s,对应的斯托哈尔数为0.543,与真鱼的游动相当。