基于几何法Delta并联机器人运动学分析

为避免解析法求解与数值法求解所具有的缺点,根据平行四边形结构的运动特性,简化了Delta并联机器人结构模型,并建立了3个惯性坐标系,将3个不同位置支链转换至相同状态下进行分析,采用几何法构造出机构位置正解与逆解的低阶方程组。根据刚性杆两端点运动速度在沿杆件方向分速度相同原理,构造了机构驱动输入与末端执行器输出的速度映射矩阵(速度雅克比矩阵)。运用Matlab软件进行编程,并通过实例验证了本机构位置正逆解算法的正确性。

旋流泵内部非定常压力脉动分析

为了深入分析旋流内部流场的压力脉动特性,建立旋流泵数值计算模型,基于标准k-ε湍流模型,开展旋流泵内部流动结构的非定常计算,分析旋流泵进口、出口及压水室的监测点的压力脉动情况,探讨各处压力时域与频域图变化规律,并对脉动特性进行试验验证。结果表明:不同工况下旋流泵压力波动呈现明显的周期性变化;叶轮与隔舌处的干涉作用是压力脉动的来源,隔舌处的脉动主频以叶频为主;旋流泵内部充满大量回流与漩涡,也是造成流动不稳定的因素,该研究结果为旋流泵的稳定运行提供了理论依据。

基于大负载的中压供电船舶综合电力系统仿真研究

配置大功率负载是航母等现代大型舰船的需要。大功率负载设备受工况和海况的多重影响,频繁的工作极易产生大幅功率波动,对包括电压、电流、频率等电网安全稳定造成影响和冲击。基于综合电力系统构建“船舶电站-逆变器-推进电机-螺旋桨”的完整电能链,根据大功率负载的工作情况,对大功率负载投入时电网的电压、电流、转速和扭矩等关键指标进行理论分析、计算和仿真,获得完备数据以保障中压供电大负荷船舶综合电力系统的有效运行。

水下高速航行体并联出水过程的空化特性研究

基于VOF多相流模型,利用重叠网格技术实现高速航行体并联出水过程运动与流场的耦合求解,对不同并联间距下双航行体高速出水的多相流动特性进行数值模拟研究。对比单独出水和并联出水过程的超空泡演化特性,获得了航行体并联出水的无量纲纵向位移变化曲线、纵向速度衰减曲线、偏航角变化曲线。研究结果表明:并联高速出水过程中,航行体周围流场彼此发生干扰,抑制了超空泡内侧的扩展,而且当并联间距较小时,2个出水超空泡的尾部发生融合。相比单个航行体出水,并联出水过程中纵向速度衰减较快,使航行体的减阻性能小幅下降。并联出水航行体的弹道发生偏转,当并联间距较小时,航行体先发生向外侧偏转之后转向内侧偏转,当并联间距较大时,航行体只发生向外侧的偏转。

一种弹簧原长几何尺寸误差检测与补偿方法研究及其设备实现

弹簧成型机制造的弹簧存在尺寸偏差问题,针对弹簧原长几何误差问题设计了一种简易的检测与补偿机构,利用弹簧的金属特性使其逐个通过标准长度的检测槽排,利用接通导电原理检测几何长度,通过PLC实现自动控制检测。实测结果表明,本装置具有检测原理简单、结构稳定、运行稳定和效率高效的特点,提高了产品质量与劳动效率。

单自由度非圆齿轮3R杆组机构的刚体导引方法

为进一步拓展机构综合方法和克服闭链连杆机构刚体导引方法的不足,提出了一种单自由度非圆齿轮3R杆组机构的刚体导引方法,将非圆齿轮系用于约束3R杆组的两个自由度,获得唯一末端轨迹,以实现该机构的刚体导引;采用瞬时坐标系和运动学映射理论建立了满足给定位姿点要求的3R杆组,并计算了误差;结合非圆齿轮传动原理推导了各非圆齿轮节曲线数学模型;最终根据机构缺陷判定、非圆齿轮传动要求及实际工况,得到符合要求的单自由度非圆齿轮3R杆组机构。以下肢康复机构为例,给定8个位姿点及其他初始参数,采用上述刚体导引方法获得最终机构参数,验证了该理论的正确性和实用性。

三关节位姿约束单驱动非圆齿轮五杆手指机构研究

为了克服传统多杆手指机构的不足并且满足更多仿生手指的应用要求,本文提出一种基于三关节位姿约束的单驱动非圆齿轮五杆手指机构设计方法。根据手指实际尺寸以及运动位姿,建立n位姿点约束条件,采用运动学映射理论以及矩阵奇异值分解法求解了满足给定约束条件的铰链点曲线,进一步根据两个驱动输入杆转角关系设计满足位姿点要求的非圆齿轮副,并推导单驱动非圆齿轮五杆手指机构的IO方程。在此基础上,以三关节的5位姿约束条件为例,并根据杆长、误差、铰链点选取范围、非圆齿轮传动等其他约束条件,确立铰链点A和B的可行曲线解域,并最终得到满足全部约束条件的单驱动非圆齿轮五杆手指机构参数,设计了手指机构样机并进行相关试验。该试验样机表明本文提出的设计方法是正确和有效的。

新型糖果包装机推糖机构设计

目的设计一种新型糖果包装机的推糖机构,更好地满足糖果包装过程中的工艺要求。方法采用傅里叶非圆齿轮周转轮系实现糖果包装机推糖机构的工作轨迹,并建立傅里叶非圆齿周转轮系推糖机构的数学模型;根据糖果包装过程中具体的推糖工艺要求,采用Matlab语言编写该机构的辅助设计软件,并通过该软件选取满足要求的机构参数。结果通过实例计算可知,傅里叶非圆齿轮周转轮系能够实现推糖机构的工作轨迹,具有直线推糖行程长度136.8 mm,且推杆在行程最左段能快速地退出。结论傅里叶非圆齿轮周转轮系能够很好地实现推糖机构工作轨迹,完成糖果包装的工艺要求。

新型高速套口机缝纫结构的设计与研究

针对传统套口机缝合速度慢、生产效率低等问题,提出了一种新型高速套口机缝纫结构。该结构主要由凸轮往复摆动机构、缝合机构、旋钩、传动系统及支座组成。通过针杆曲柄轴心与往复摆动轴心同轴,替代传统套口机的空间连杆结构,实现缝针高速缝合动作与往复摆动的复合运动;采用齿轮传动系统与带轮传动系统,实现机针与旋钩精确配合,动作平稳顺畅;运用直动滚子从动件盘型凸轮机构,实现缝针按规定轨迹往复摆动。结果表明,该结构缝纫速度可达2 000链/min,极大提升了缝纫速度,提高了企业生产效率。

空中消防中心

每年我们国家都会因为火灾,尤其是高楼火灾,造成不同程度的人员伤亡和财产损失。我一直想研制出一种高科技的救援设备,它由耐高温材料制成的机器人操控,利用高科技设备,根据烟雾的微小颗粒探测出火灾发生地的危险程度,同时开启多个喷口,可以瞬间浇灭大面积火势。