某光学系统电动保护罩设计

针对某光学系统光电设备转台,本文为舱内设备所必要的作业环境和防护,设计了一种电动控制的保护罩,可防护砂石,雨水,沙尘和太阳辐射等环境条件对舱内光电设备造成的损伤。本文介绍了电动保护罩的结构组成、工作原理以及控制系统的设计,并且对电动保护罩各分系统的设计进行了详细的描述。设计的样机试验结果表明,该电动保护罩具有较好的环境防护性能,具备行车工作功能,动作全程安全可靠,具有较高的稳定性和可靠性。

急倾斜中厚煤层伪俯斜采场覆岩运移规律研究

急倾斜煤层由于在倾角-重力场效应的影响下,采场覆岩运移及应力分布均较水平煤层更加复杂,且采场围岩的稳定性控制难度较大。以逢春煤矿N2821工作面为工程背景,综合采用物理相似模拟实验、数值模拟和理论分析方法,研究了急倾斜中厚煤层顶板垮落充填、应力演化特征及覆岩运移规律。结果表明,急倾斜中厚煤层伪俯斜采场顶板破断呈明显的时序性特征,顶板呈非对称破断,且垮落轮廓呈空间梯阶状“残垣”形状。采场围岩应力在空间上形成非对称“壳体”,顶底板应力释放区域呈拱形,工作面两端出现应力集中,随着采场持续推进及垮落顶板的逐渐充填,倾斜下部顶板会再次出现应力集中,同时“壳体”下拱脚位置会随着充填体的增多而逐渐上移,但整体形状在不断演化后最终趋于稳定。

棒球投手投掷臂动作的生物力学特征

对近年来国外学者采用三维高速摄影的方法研究棒球投手投掷臂及球出手瞬时上肢动作生物力学特征的科研成果进行了综述 。

飞行器纵向阻尼动导数直接测量实验研究

介绍了新研制的"FL-8风洞大幅升沉和俯仰耦合振荡实验系统"及采用该系统产生纯俯仰运动测量飞行器纵向阻尼动导数的试验技术,给出了部分试验结果。实验结果表明,阻尼导数和时差导数在中、大迎角时存在明显的非线性耦合,采用纯俯仰运动直接测量的阻尼导数在整个迎角范围内都是合理的。

水下航行体俯仰运动微气泡流形态及减阻特性试验研究

为研究水下航行体俯仰运动过程中,微气泡流形态及减阻特性的变化规律,采用自主设计的驱动装置、高速摄像系统和测力系统,在水洞中开展水下航行体俯仰运动微气泡减阻特性试验研究。基于该驱动装置,实现了航行体模型以正弦变化规律的角速度绕其头部转动;基于高速摄像系统,分析了微气泡流形态变化特性;基于测力系统,分析了俯仰运动过程中水下航行体流体动力特性及不同通气量下微气泡减阻特性变化规律。试验结果表明:较低通气量下,在水下航行体俯仰运动过程中,离散的微气泡始终均匀分布在航行体表面;随着通气量的增加,微气泡流密度逐渐增加,透明度逐渐降低,并最终融合成透明空泡;航行体俯仰运动过程中,其航行体轴向力系数和法向力系数基本呈正弦变化规律,且其周期与攻角变化周期基本同步;不同通气量下航行体轴向力系数的变化规律基本相同,均呈正弦变化规律,且随着通气量的增加,相同姿态下的航行体轴向力系数逐渐减低,并最终趋于恒定。

自主航行模式下二维摆动尾鳍的推进性能研究

以开发适用于小型潜器的仿生操纵与推进系统为研究背景,利用计算流体动力学软件Fluent对自主推进尾鳍的水动力特性进行数值模拟,分析了尾鳍在静水中作纵摇以及自主航行运动时的流场结构及水动力性能,建立了尾鳍摆动自主推进数值计算模型,研究了不同运动参数对尾鳍流场结构及水动性能的影响,确定了自主推进模式下的尾鳍运动速度,结果表明,随着尾鳍摆动频率的增加,尾鳍能够获得更大的推进和前进速度;通过对比尾鳍在约束模式和自主航行模式下的尾涡流场结构及演变过程,探讨了尾鳍惯性对其推进性能的影响.计算结果与文献模型实验具有良好的一致性.

水下航行体俯仰运动微气泡减阻特性试验研究

为研究水下航行体俯仰运动过程中微气泡流形态及减阻特性的变化规律,利用自主设计的驱动装置、高速摄像系统和测力系统,开展水下航行体俯仰运动微气泡减阻特性试验研究。试验过程中,基于自主设计的驱动装置,实现航行体绕其头部按正弦规律作俯仰运动。研究结果表明:当体积流量系数较小时,水下航行体运动过程中离散的微气泡始终均匀分布在航行体表面;水下航行体俯仰运动过程中,轴向力系数、法向力系数、阻力系数和升力系数的变化规律类似,均呈正弦变化规律,且其变化周期与攻角变化周期基本同步;对于不同体积流量系数下俯仰运动的航行体,随着攻角的增加,其阻力系数均呈近似线性增加规律,减阻率呈逐渐线性减小规律。

人体上肢运动的Kane动力学模型

建立了人体上肢3刚体7自由度的多刚体模型,并应用Kane方法建立了上肢鞭打动作的物理模 型,计算出上肢各环节在鞭打动作过程中的肌肉力矩和关节反作用力.实践证明,Kane方法在描述和计算上 肢运动的形式和力矩时具有列解方程规范简洁、编程计算方便高效的特点,计算结果能够反映动作实际.通过 对棒球投掷动作上肢三个环节力和力矩进行计算与分析,初步了解了上肢各环节在运动过程中肌肉力矩和关 节反作用力与动作技术的关系.

某型导弹俯仰运动非线性最优滑模控制器设计

针对俯仰运动模型,提出利用非线性最优滑模控制来设计某型导弹的俯仰运动控制系统.该方法利用一个二次型函数为性能指标,通过θ-D方法求解HJB偏微分方程,获取了非线性最优滑模面,根据所得的滑模面设计了滑模控制,采用边界层法来减小抖振.对控制系统性能进行了数值仿真.结果表明,该控制方法具有较好的控制能力和较强的鲁棒性.

变螺距加工中的凸轮轮廓设计

在分析各种变螺距的基础上 ,建立其数学表达式 ,并对变螺距螺旋线加工中采用的关键零件———凸轮进行设计。

水平型埋刮板输送机物料整体移动的条件分析

运用散体结构力学理论,以新的方法分析水平型埋刮板输送机"物料整体移动"的条件。刮板推动物料实际是给予物料一个局部压力,如果刮板面积过小或刮板的间距过大都会导致刮板对物料的压力过大,从而破坏物料的整体性,结果是只有极少部分的物料随刮板链条移动,大部分的物料则停滞不前。因此,根据物料受压的稳定条件导出了刮板面积及刮板间距与物料整体输送条件之间的关系,并结合实例作进一步的验证和说明,为水平埋刮板输送机的设计提供理论参考。

旋转流场下模型大幅俯仰运动实验研究

在中航气动院FL-8低速风洞中,采用单自由度振荡机构进行了旋转流场下大幅俯仰运动的气动特性实验研究。模型在绕风速轴连续旋转的同时,进行给定频率和振幅绕体轴的俯仰振荡运动。测量了模型的动态气动特性,着重分析了不同运动参数对模型气动特性的影响。实验结果表明,旋转速度的存在使大振幅俯仰振荡实验中的滚转力矩和偏航力矩产生了明显的迟滞特性,但对俯仰力矩和法向力的迟滞特性影响不大。

肩部投掷运动的生物力学研究

利用高速彩色电视摄像机，对肩部投掷运动进行动态分析研究，所有资料数据通过计算机处理分析，得出运动的速度，位置和角度的变化资料，肩部的运动以额状面，水平面和矢状面的动态的线条图表示。结果表明：肩关节既是肢体和躯干的连接点，又是上肢运动的支点，是保证上肢完成三维空间活动的重要结构。在肩部的运动中，阻力，重力和肌肉的收缩力集中于肱骨轴线，通过盂肱关节面转换为与关节盂面垂直的压力和与关节盂面平行的剪力，作用于肩部活动的全过程。压力与剪力的相互转换关系，取决于肢体运动时通过盂肱关节面的应力，以及肩胛盂和肱骨之间的相互角度。暴力和肩肢节律的紊乱，可以在盂肢关节产生异常的剪力，当剪力克服了盂肢关节的稳定能力时，肱骨头在肩肿盂表面的异常活动就会造成关节结构的损伤和脱臼。另外，上肢在运动平面中的力学长度变化（如伸屈肘关节）因影响到自身这个三级杠杆系统的重力臂长度，而会增加或减少盂肱关节及其周围结构的受力状态。当上肢，在水平面或接近水平面运动时，运动平面与水平面之间的夹角越小，则上肢杠杆的力臂越长，运动中肩部前后方向所受的应力也就越大。

自动门用永磁无刷直流电动机的设计

对永磁无刷直流电机的拓扑结构和运行原理进行了研究,给出了一种分数槽电机选取极数和槽数配合减小自定位转矩的方法。为进一步提高电机内部空间利用率,提出了一种双层短距的绕组连接方式。在考虑整个无刷直流电动机系统工作的情况下,以端电压为输入量,采用场路耦合时步有限元法,对一台六极永磁无刷直流电动机的瞬态电磁场进行了计算和仿真分析,并以样机驱动系统作为试验平台,完成了试验验证工作。仿真和试验结果充分证明了所提出方法的正确性和有效性。该电机的应用会加快永磁无刷直流电机在工业领域中的推广、普及,也展示出了其广阔的发展前景。

一种动态面神经网络鲁棒飞行控制律设计

提出一种基于RBF(Radial Based Function)神经网络和动态面控制的飞行控制律设计方法。针对飞机气动参数变化引起的非线性和不确定性,通过RBF神经网络在线逼近。动态面飞行控制律消除了反推设计方法中由于对虚拟控制反复求导而导致的复杂性问题。同时,在控制律设计中引入一个鲁棒因子项来补偿外界干扰和神经网络的逼近误差,提高了系统的鲁棒性,使整个系统获得更好的跟踪控制性能。基于Lyapunov稳定性定理证明了闭环系统的所有信号半全局一致终结有界,并且通过适当选择设计参数,跟踪误差可收敛到原点的一个小邻域内。最后,通过飞机俯仰运动飞行的数值仿真验证了该方法的有效性。

喷浆机器人俯仰运动分析

提出喷浆机器人俯仰运动方程和速度方程的表达式,求出了其雅克比矩阵,并利用MathCAD对其运动特性和速度特性进行了曲线分析。

系列变螺距螺杆的设计计算

为了使罐头包装机具有柔性加工的功能并提高设备利用率,根据圆柱形罐的螺杆供送机构的原理,设计开发了可调变螺距螺杆供送机构和对应不同罐径的系列变螺距螺杆。根据对罐的运动规律要求,给出了变螺距螺杆结构参数的设计计算方法以及罐的运动规律的计算分析方法。阐明了罐运动规律与螺杆长度、罐直径、螺距、螺距数之间的关系。研究的变螺距螺杆的设计计算及运动规律分析方法适合常用的罐径系列。

全地形铰接式履带车辆俯仰运动性能

为了准确求解全地形铰接式履带车辆俯仰运动过程中的运动学和力学相关参数,在深入研究全地形铰接式履带车辆俯仰运动机理的基础上,采用数学建模的方法建立了全地形铰接式履带车辆俯仰运动过程中的运动学和力学模型,理论上推导出用于求解前后车体最大俯仰角度、俯仰高度、重心运动轨迹半径以及车辆顺利完成俯仰运动时铰接机构所需要提供的最小拉力等的理论计算公式,并以某一具体铰接式履带车辆为例进行了数值求解。最后,采用虚拟样机技术对所建立的理论模型进行了验证,结果表明:理论计算值与虚拟样机仿真得到的结果较为接近,其相对误差均没有超过15%,满足工程实践的要求,进而验证了理论模型的正确性。该研究成果可为全地形铰接式履带车辆的结构设计和优化以及俯仰液压缸的选型等问题提供理论依据。

基于曲柄滑道机构驱动靠背俯仰机构的设计研究

针对口腔治疗设备牙椅俯仰机构的设计要求,设计了以曲柄滑道机构为基础的新型牙椅俯仰机构,使牙椅俯仰机构的运行更加平稳可靠;机构的动力装置采用了以丝杠螺母机构为基础的直线驱动系统,有效简化了动力源装置及曲柄滑轨机构,使传动机构整体更加紧凑,且传动性能可根据需要进行相应调整;运动补偿机构的设计保证了椅面与靠背的同步运动,减轻了椅位转换过程中带给病患的不舒适感.对曲柄滑轨机构的有效改进,提升了机构运行的合理性,进一步提升了产品品质.

翼型低速动态气动特性的实验技术研究

飞行器超过失速迎角后,其动态失速气动特性与静态气动特性迥然不同。为了分析飞行器失速后的非定常气动特性,文中设计了一种翼型低速动态测压实验方法,通过改变翼型的振幅和振动频率,研究了翼型俯仰、沉浮振动的非定常气动特性,分析了各种因素对动态失速特性的影响。俯仰运动时,翼型升力随振动频率的增加而增大,失速延迟。在沉浮运动中,当频率较小时,翼型的升力和失速迎角受振幅的影响较为明显。