一种基于柔性腿部与主动腰部的仿猫四足机器人设计方法

目前大多数四足机器人以刚性腿部结构设计而成,部分机器人加入了单一自由度的腰部实现单方向的运动,但是总的来说都难以实现动物腿部肌肉、腰、脊椎关节的柔性运动。在四足动物中,猫拥有极强的运动灵活性。为更好地模拟猫的运动特性,参照猫的腿部骨骼结构和柔性组织,提出了一种具有柔性腿部和主动腰部的仿猫四足机器人设计方法。首先,从仿生学的角度研究猫的生理结构和运动方式,设计了包含弹簧-阻尼器系统四杆机构的柔性腿部,转动灵活且工作稳定的主动腰部和带有脊柱固定系统的前后躯干。同时,使用有限元分析工具对受力情况复杂的关键零件进行强度与刚度优化。之后,开发了运用新设计的仿猫四足机器人原型机,通过运动仿真软件配合原型机,进行了Trot步态行走、跳跃、落地缓冲和越障等实验。实验结果表明,相较传统的刚性腿部结构和单自由度腰部,应用该设计方法的四足机器人在运动性能方面有着显著优势,充分验证了其可行性与有效性。研究结果为四足机器人的设计提供了一种新的解决方案并给出了其理论依据和参考设计实例。

莫尔图克特稠油多元热流体热采参数优化

针对莫尔图克特稠油蒸汽吞吐效果变差、生产成本逐年增加的现状,油田引进了多元热流体热采技术。多元热流体被注入地层后,在氮气、二氧化碳及水相组成的复合热载体的协同作用下,油藏中形成泡沫油,增加了原油膨胀系数,提高了原油流动性,实现增加单井产能,提高稠油油藏最终采收率的目标。现场试验表明,多元热流体吞吐平均单井日产油约为蒸汽吞吐的1.5倍,油汽比约为蒸汽吞吐的3倍,各项指标均好于预期。该技术试验的成功,为莫尔图克特稠油的规模化高效开发奠定了技术基础。

Stress Concentration around the Embedding of the Honeycomb Sandwich Structure

Honeycomb structures and other sandwich materials are being used as designs which have demanded high-stiffness and lightweight structures. The embedding design can further decrease the total weight of the products. Embedding will inevitably generate defect of the honeycomb and cause stress concentration. This study mainly discusses the tensile stress distribution near the defect in a quantitative way with the finite element and analytical method. The prediction function of the stress distribution is proposed. X and y directional stress distribution properties are found. These results are proved to be validate through a representative defect case. The bending stress distribution is investigated through material mechanics method and the prediction equation of the maximum bending stress is given.