海底石油管道超声检测柔性无级变径系统

介绍了海底石油管道检测机器人系统组成,详细分析了超声检测柔性无级变径方案,论述了平行四边形机构实现对3种内径的石油管道进行超声变径检测的可能性。特别是对超声检测柔性无级变径系统的重要部件拉伸弹簧进行了参数优化,对超声变径检测装置的设计具有重要指导意义。

履带变构式轮履复合爬楼轮椅设计

针对爬楼轮椅楼道通过性和平地行走时无需拆分爬楼机构的要求,对爬楼轮椅转向技术和履带驱动技术进行研究,提出一种基于大轮摆动的履带变构式轮履复合爬楼轮椅方案。对爬楼轮椅的大轮摆动机构、履带爬楼机构和履带折叠机构分别进行结构设计,根据功能要求分别对其上楼过程、下楼过程进行分析,论证了方案的可行性,最后通过样机试验,验证了履带变构式轮履复合爬楼轮椅能够在乘坐者自主操作下平稳有效地实现各项功能。

虾形六轮移动机器人尾部越障性能分析

越障能力对移动机器人的应用至关重要。提出的一种虾形六轮移动机器人为研究对象,研究如何提高其尾部的垂直越障能力。分析了机器人的尾部垂直越障过程,通过建立尾部垂直越障力学分析模型,得到了机器人尾部垂直越障各影响因素(特别是结构尺寸)的关系,并讨论了各影响因素的参数应如何选取,为设计机器人结构提供了理论依据;最后用物理样机进行了验证,实验结果表明分析得到的结论是正确的。

轮履复合式安保机器人移动系统研究

提出了一种新型轮履复合式安保机器人的移动系统设计方案,该移动系统的轮履复合结构设计是机器人底盘设计的关键。根据不同工况路面的移动要求,在轮履复合机构的作用下,机器人可实现轮式移动和履带式移动的变换以调整其运动姿态。结合典型的爬楼越障运动详细分析了机器人的越障过程,进而分析了该机器人的尺度综合。最后进行样机试验,试验结果表明该机器人的轮履复合式移动底盘具有很高的机动性和较强的越障性,且可适应多种复杂路况。

海底石油管道超声检测双向伞式变径技术

我国三种海底石油管道内径分别为Φ195mm、Φ247mm、Φ297mm,超声检测是管道壁厚变薄等缺陷的主要检测方法。为使超声检测装置能够适应三种管道的检测以节省成本,详细分析了适用于三种石油管道的超声探头排布方案;提出并论述了采用双向伞式机构实现超声探头保持架变径的原理,最后介绍了双向伞式变径装置结构设计的关键部分—铰链的结构设计。

虾形六轮移动机器人头部机构综合

研究了一种具有较强越障能力的虾形六轮移动机器人。通过分析得出了机器人头部车轮顺利越过竖直台阶的基本条件,重点分析了在基本条件的约束下如何设计头部四杆机构,并用速度瞬心法得到了头部四杆机构综合方法,最后通过实例证明了头部四杆机构设计方法的正确性。

90°摆角无偏置曲柄摇杆机构及其应用

曲柄摇杆机构应用广泛,90°摆角无偏置曲柄摇杆机构是其中一种特殊机构,具有很大的应用价值。应用图解解析法分析了无偏置曲柄摇杆机构的杆长关系,在此基础上,分析了具有合适传动角的90°摆角无偏置曲柄摇杆机构的特点,得到了四个杆长之间的比例关系与约束关系,并用两个应用实例做了验证,结果表明所得结论大大简化了90°摆角无偏置曲柄摇杆机构的设计过程。

煤矿救援机器人头部垂直越障性能研究

提出一种用于煤矿救援的虾形六轮移动机器人,对其头部的垂直越障能力与机器人结构参数、地面摩擦系数的关系进行了分析,通过建立头部垂直越障力学分析模型,得到了机器人头部垂直越障最大高度与其影响因素的定量关系模型,并用物理样机进行了验证。

基于均值分析的若干轮胎结构设计变量对滚动阻力的影响试验研究

选取胎面中心厚度(不包括花纹沟深度)—Tread Ga厚度、带束层材料、带束层角度等7个结构设计变量,通过试验研究了各变量对滚动阻力的影响。分析得出:带束层角度和带束层宽度对滚动阻力影响显著;增大带束层角度、增加A点厚度、减小Tread Ga厚度、减小带束层钢丝密度、减小带束层宽度、减小冠带层缠绕宽度、降低三角胶高度均有利于改善轮胎的滚动阻力。

T型高差固定结构中双晶长度最小定位算法

设计双晶单色仪时,为减小T型高差固定结构中双晶长度,提出了一晶长度最小定理与二晶长度最小定理。这两个定理中,前者表明入射光只有掠过转角仪中心O点,一晶长度可取为最小值;后者表明出射光只有掠过两个滑道的交点P,二晶长度可取为最小值。双晶长度最小定位算法使这两个双晶定位条件同时满足,从而使一晶与二晶长度同时最小。结合入射光高度放大法,将此定位算法应用于EXAFS双晶单色仪中,可使双晶长度分别由80mm,180mm都减小到60mm。

曲柄摇杆式载货爬楼车的仿真分析与优化设计

电动载货爬楼车,可帮助操作人员轻松地实现重物安全快捷的上下楼梯,降低劳动强度。首先对曲柄摇杆式载货爬楼车进行方案分析,包括总体方案与爬楼装置曲柄摇杆机构的分析。然后基于Solid Works的motion与Simulation插件对曲柄摇杆式载货爬楼车进行运动学、动力学仿真分析。对其进行了爬楼过程中行走轮中心的轨迹分析、电机与减速器的参数分析、曲柄摇杆机构的优化设计。仿真得到了相关动力参数及优化的结构参数,仿真结果表明曲柄摇杆式载货爬楼车方案可行且运行平稳。

输电线路除冰机器人竖直摆臂机构研究

研制除冰机器人代替人工方法进行导线除冰具有重要的应用前景。分析了除冰机器人前(后)臂运动特点,得到竖直摆臂机构的设计要求。根据竖直摆臂机构设计要求,采用四杆机构实现竖直摆臂运动。基于四杆机构的封闭性,应用解析法进行了四杆机构的机构综合,并用实例说明其应用。除冰机器人实验样机验证了四杆机构综合方法是正确的,四杆机构式竖直摆臂机构满足机器人的运动所有要求。

机器人纸箱套装系统的轨迹规划与分析验证

目的保证机器人纸箱套装系统稳定工作,提高包装质量与效率。方法对系统进行整体规划后,确定纸箱套装系统的轨迹点,对不同的运动过程分别在关节空间中和笛卡尔空间中进行轨迹规划,并生成各关节插值曲线。借助Matlab对机器人进行仿真实验,得出各关节角度规划曲线,并将之与轨迹规划所得结果进行比较。利用机器人实物对轨迹规划进行验证。结果各关节插值曲线与角度规划曲线吻合,角度规划曲线平滑。结论选用的套箱机器人轨迹规划方法可行,结果正确。

小尺度注塑件浇道剪切机构综合

小尺度注塑件浇道剪切目前均由人工完成,劳动强度大,工作环境差,自动化设备研制十分必要。分析了小尺度注塑件浇道剪切的要求与特点,提出了凸轮机构式定位、伸入、剪切运动组合剪切方案,并对此机构的尺度综合进行了详细地分析,介绍了剪切机构的结构特点,最后用实验验证了该剪切机构的可行性。该机构具有很好的实用价值。

多节伸缩装车机相关计算理论研究

目的对多节伸缩装车机的输送运动和伸缩运动进行相关计算理论的研究,方便进行关键部件的选型,保证选型的正确性。方法以伸缩装车机的结构为基础,结合现有的相关研究理论,分析多节伸缩装车机输送带驱动辊筒圆周力的组成部分,得出输送带驱动辊筒圆周力的计算方法;以机架伸缩运动原理为基础,对伸缩装车机各级伸缩部分进行受力分析,得出伸缩驱动力的计算方法;以某伸缩装车机产品为例,结合SolidWorks motion模块仿真结果,对计算方法进行验证。结果验证结果表明,通过输送带驱动辊筒圆周力和伸缩驱动力计算所得的驱动电机功率与产品一致。结论伸缩装车机输送运动和伸缩运动相关参数计算方法可行,结果正确,在伸缩装车机的研究中有一定的参考价值。

双晶单色仪第一晶体初安装姿态误差分析

双晶单色仪是同步辐射光束线中关键的光学部件,第一晶体的初安装姿态误差对双晶单色仪出射光方向影响复杂。通过建立同步辐射在第一晶体晶面上衍射的空间模型,得到了第一晶体的初安装姿态误差对出射光方向的影响关系式,并通过测定不同Bragg角时在荧光靶上的光斑的位置,得到确定第一晶体初安装投角、滚角、摆角误差的方法,可为第一晶体姿态调节装置提供数据。

3-3PS并联机构式双晶单色仪晶体箱调控装置

针对目前双晶单色仪晶体箱调控装置的缺陷,提出了一种新型晶体箱调控装置,该装置采用3-3PS并联机构实现对晶体箱的6自由度位姿调节。详细分析了3-3PS并联机构的机构模型、自由度计算、位置逆解以及位姿调节分辨率,并对3-3PS并联机构式晶体箱调控装置结构设计作了介绍。该装置应用于北京同步辐射装置扩展X射线吸收精细结构(EXAFS)光束线双晶单色仪中,位置精度优于0.05 mm,姿态调节精度优于10 arcsec。

小尺度注塑件浇道剪切机构的研究

分析了小尺度注塑件浇道剪切的要求与特点,提出了凸轮机构式定位、伸入、剪切运动组合剪切方案,详细分析了驱动部件——直线步进电动机的推程、推力的计算方法,最后用实验验证了剪切机构的可行性、直线步进电动机选型的合理性。该机构具有很好的实用价值。

地板革分卷纠偏装置研究

纠偏装置对地板革分卷非常重要。提出了一种地板革分卷纠偏装置,该装置由安装于纸筒两侧带有一串轴承的挡轴限定地板革分卷时纸筒的最大偏移距离,由安装在纸筒两侧挡轴下端的压力传感器检测分卷时地板革在纸筒上的偏向,由步进电机驱动螺旋机构作为纠偏驱动,采用输送部分沿轴向移动的纠偏执行方式来对地板革进行纠偏。地板革分卷纠偏样机试验结果验证了纠偏装置对地板革分卷纠偏效果显著。

一种实现直线轨迹的齿轮五杆机构参数分析

在地平式垃圾中转站创新设计中提出了一种用作主体传动机构的实现直线轨迹的齿轮五杆机构 ,对机构直线轨迹点的纵向位移和机构结构的横向尺寸及构件的受力情况进行了详细的分析比较 。