Roller Screw and Threaded Chain Speed Reducer: An Experimental Evaluation

We are developing a speed reducer that can be considered a transformation of a worm gear reducer: the worm is replaced by an inverted roller screw, and the gear is replaced by a threaded chain drive. This configuration lessens wear, increases load capacity, and improves efficiency. The threaded chain consists of nut-shaped links. This paper presents the results of tests carried out on a prototype with a reduction ratio of 46.

RT-Thread操作系统在STM32中移植的研究

介绍了RT-Thread操作系统在STM32F107VC上的移植,简要说明了具体的移植过程和使用的方法,并分析了RT-Thread操作系统内核代码的各个功能,给出了移植环境的如何搭建,及编写应用程序如何修改代码的方法。最后通过一个实例成功实现RT-Thread在STM32F107VC上的移植,证明了移植是可行的。

花岗岩堆石料32 t振动碾碾压试验研究

堆石料碾压质量直接影响面板坝的变形,32 t振动碾在花岗岩地区筑坝的应用鲜有报道。以五岳抽水蓄能电站主堆石料碾压施工为例,开展了主堆石料为花岗岩的32 t振动碾碾压试验研究,分析了碾压遍数和洒水率对主堆料干密度、孔隙率和渗透系数的影响。结果表明:堆石料的干密度随碾压遍数的增加而增大,孔隙率和渗透系数随着碾压遍数的增加而减小,增大洒水率有利于堆石料的碾压和干密度的提高。综合抽水蓄能电站运行特点、设计参数和经济性能,推荐五岳抽水蓄能电站32 t振动碾碾压参数为:铺料厚度90 cm、洒水率10%、碾压8遍。

RT-Thread操作系统的电池管理系统设计

为了保证电池在充放电过程中的安全,针对目前电池管理系统存在可移植性差、不便于功能扩展等问题,提出一种智能电池管理系统。系统采用国产嵌入式实时操作系统RT-Thread,并选用STM32作为主控制器芯片,使整个系统的监控、调试更加方便。测试结果表明,该系统可以实时监控电池的充放电过程,预留的接口可以方便以后做功能扩展。

φ32螺纹轧辊加工程序的改进

经过探索和试验,对用月牙槽数控加工机床加工φ32螺纹轧辊的加工程序进行了改进,使其加工方便,生产效率也得到了提高。

实时操作系统RT Thread启动流程剖析

RT Thread是一个物联网实时操作系统(RTOS),它提供了线程调度、时钟管理、内存管理、线程同步与通信、中断管理等基本功能要素,具有组件完整丰富、高度可伸缩、简易开发、超低功耗、高安全性等特点。在深入分析RT Thread的功能要素和函数调用关系基础上,简要给出了其在STM32单片机芯片上的启动流程,重点剖析了RT Thread的芯片上电、板级初始化、定时器初始化、调度器初始化、线程创建、线程切换等流程,可作为RT Thread在不同微控制器上移植的技术基础,也可作为分析其他RTOS启动过程的技术参考。

基于RT Thread的可信启动实现方法

基于国产操作系统RT Thread与国产开发板AB32VG1提出一种可信启动实现方法。可信启动框架从建立可信实体与完整性度量方向出发,将U boot分割为两部分,与操作系统核心文件共同构成可信实体,发送至可信加密模块进行完整性度量,度量成功则返回控制信号至外部设备,并保存可信实体到非易失性存储器中;反之,则禁止启动,可信加密模块作为系统可信根,通过SM4与SM3双重加密完成。在AB32VG1开发板上进行验证,可正确输出控制信号,系统稳定运行、安全启动、多次加密结果正确、可快速完成完整性度量,与预期设计目标一致。

基于STM32F4大气监测系统微站的软硬件设计

文中设计以STM32F4微控制器为控制核心,检测方式采用泵吸式,硬件设计选用高精度气体电化学传感器和激光颗粒物传感器完成大气中CO、CO2、NO2、O34种污染物的数据采集、LCD显示以及GPRS通讯功能。软件设计基于RT⁃Thread物联网操作系统提供的线程调度逻辑和驱动框架基础,完成线程设计、数据采集与处理逻辑设计、各个模块的驱动与应用程序的编写。

RT Thread操作系统的可信验证平台设计

针对我国对自主可控信息系统的需求,本文基于RT Thread操作系统设计了一种可信验证平台。平台在外部设备启动前主动获取可信设备的核心组件信息,经过SM3算法进行杂凑值计算,并将计算结果与可信白名单中的预期值对比,根据对比结果对外部发送相应控制指令。在RV STAR开发板上验证,可以正确输出电源及I/O控制信号,能实现对外部设备的可信完整性度量,达到预期设计目标。

基于RT-Thread的CAN转以太网网关的设计

为了解决煤矿数字安全监控系统中CAN总线网络无法与以太网直接进行数据交互的问题,结合煤矿安全监控系统的应用要求,设计了一种以STM32F107VC为控制核心,基于RT-Thread实时操作系统的嵌入式CAN转以太网网关。详细介绍了网关的硬件和软件设计,并且为了提高数据传输的可靠性和稳定性,使用了大容量的外部数据存储器。经实际测试,网关实现了CAN总线网络与以太网的互连互通,提高了安全监控系统通信的灵活性和可靠性。

不同方向上行星滚柱丝杠螺纹副啮合侧隙研究

根据丝杠、滚柱以及螺母结构特征,利用空间曲面参数方程分别建立了行星滚柱丝杠各个零件的螺旋曲面模型,并结合行星滚柱丝杠装配关系,得到行星滚柱丝杠空间啮合曲面方程。在此基础上,获得螺旋曲面法向量,基于曲面啮合条件,考虑零件运动方向,建立了行星滚柱丝杠在轴向、径向以及周向上的啮合侧隙模型,并讨论了结构参数对行星滚柱丝杠啮合侧隙的影响规律。结果表明,滚柱与丝杠侧在3个方向上的啮合点均不在螺纹中径,滚柱与螺母侧3个方向上的啮合点均在滚柱螺纹中径位置;螺距、牙侧角以及螺纹牙厚均对行星滚柱丝杠啮合侧隙有影响,只有增大螺纹牙厚才能同时减小3个方向上的啮合侧隙,螺距和牙侧角应根据实际需要选择合适的参数。

反向式行星滚柱丝杠副的螺纹牙修形设计

基于反向式行星滚柱丝杠副(Inverted Planetary Roller Screw Mechanism,IPRSM)的螺纹牙载荷分布情况,分析了滚柱修形和丝杠修形对其载荷分布的影响。结果表明,丝杠-滚柱接触侧的载荷不均程度比长螺母-滚柱接触侧严重,对滚柱修形后,最大接触应力以及最大载荷得到了有效降低,螺纹牙上的载荷分布更加均匀;而长螺母-滚柱接触侧对修形量变化较丝杠-滚柱接触侧更加敏感。同样,丝杠修形可有效降低最大载荷。研究对优化IPRSM的载荷分布具有一定的参考意义。

Cr12Mo1V1钢滚丝轮断裂原因分析

某公司Cr12Mo1V1钢滚丝轮在使用中断裂.为弄清滚丝轮断裂的原因,采用直读光谱仪、洛氏硬度计、金相显微镜和扫描电子显微镜等对其进行了化学成分分析、硬度测定、断口分析和金相检验.结果表明:滚丝轮存在较多非金属夹杂物和带状及网状碳化物,增大了脆性,导致其使用中在交变载荷的作用下断裂.

基于嵌入式的通信电源控制器软件升级系统设计

研究了一种用于通信电源控制器的软件升级系统。系统基于GD32F405RG芯片开发,在APP阶段使用RS485通信总线作为信息传输方式接收升级程序,再利用CRC等校验算法验证信息传输的正确性,接着将升级程序存储到片外存储芯片W25Q128JVSQ并重启通信电源控制器;在BootLoader阶段将升级程序搬运到GD32F405RG的内部FLASH,同样验证通过后跳转运行。文中详细介绍了系统的总体设计和具体实现方法。测试结果表明,系统在15分钟内成功完成了对通信电源控制器的软件升级,升级后通信电源控制器正常运行。这种软件升级方法降低了升级通信电源维护过程的经济投入,提高了通信电源的可持续性和稳定性。

基于CoAP协议的数据采集网关设计

针对呼伦湖流域环境大数据采集的需求,同时为了解决不同厂商协议标准的不兼容性,设计了一种基于CoAP协议的数据采集网关。详细讨论了CoAP协议的基本原理和实现方法,并在开源系统RT-Thread和微控制器STM32的软硬件平台上实现。给出了系统整体设计以及各部分软硬件设计,实验结果表明,该设计方案可行,具有传输效率高、兼容性较好的特点。

行星滚柱丝杠副的新发展及关键技术

行星滚柱丝杠副是一种可将旋转运动和直线运动相互转化的机械装置,随着未来飞行器和武器装备全电化的发展趋势以及石油、化工、机床等对大推力、高精度、高频响、长寿命直线作动装置的需求,近年来行星滚柱丝杠副成为国内外研究热点。对行星滚柱丝杠副的基本工作原理、现有5种结构形式的特点、应用领域及可能的失效模式进行了概述。从结构设计、力学分析和产品生产三方面总结了国内外研究现状和发展趋势。在此基础上,提出了未来研究和发展行星滚柱丝杠副的几个方向。

行星滚柱丝杠副运转过程动态特性分析

以行星滚柱丝杠副为研究对象,建立行星滚柱丝杠副有限元模型。基于显式动力学有限元算法,采用全积分单元进行沙漏控制,通过调整单元密度和采用混合时间积分算法提高计算速度,对行星滚柱丝杠副进行动态特性分析。结果表明:随着滚柱转速增大,丝杠相对滚柱的轴向位移、速度大小及波动幅度均变大;不同转速下,螺纹牙上同一接触单元von Mises应力基本一致;同一转速下,丝杠副的4个螺纹牙上的接触单元均存在载荷分布不均现象,且第1个螺纹牙上的von Mises应力波动最大;丝杠侧接触单元von Mises应力大于螺母侧接触单元von Mises应力。

反向式行星滚柱丝杠机构运动原理及仿真分析

对反向式行星滚柱丝杠机构工作原理和传动几何关系进行分析研究,基于运动关系方程式,推导出螺母、滚柱、丝杠三者间的旋向及头数关系,并给出基本参数选择依据。在此基础上,建立行星滚柱丝杠机构三维实体模型,利用多体动力学仿真软件ADAMS,对其进行动力学仿真分析,将仿真结果与理论推导结果进行对比,验证了仿真方法的正确性,并进一步分析了行星滚柱丝杠机构在不同外部载荷作用下螺母与滚柱、滚柱与丝杠之间接触力的变化情况。

误差-磨损-温度变化耦合的行星滚柱丝杠副载荷分布

为了揭示误差-磨损-温度变化耦合作用对行星滚柱丝杠副(PRSM)螺纹载荷分布的影响规律,基于变形协调关系,建立了计及误差、磨损和温度变化的PRSM载荷分布模型。通过与现有有限元模型和弹簧模型对比,最大相对误差为8.36%,表明所建模型正确且可用于载荷分布规律研究。在此基础上,研究了无误差、含误差和磨损、以及含温度变化的载荷分布规律。结果表明,误差是导致载荷不均和波动的主因;磨损加剧了载荷分布不均及波动;温度变化造成载荷分布规律发生变化并以中间螺纹为基准呈近似对称分布,且当温度变化达到80℃时,最大载荷增加了9.2%,可见温度变化会增大单个螺纹承载量并导致过载风险;温度变化为40℃时,载荷分布相对更加均匀,控制温度变化可作为改善PRSM载荷分布的有效方法。

螺纹牙型角对行星滚柱丝杠副接触特性影响研究

以行星滚柱丝杠副为研究对象,建立了单对滚柱与丝杠啮合副的接触模型。采用有限元软件ABAQUS计算分析了滚柱与丝杠的接触应力。为了研究螺纹牙型角对行星滚柱丝杠副接触特性的影响,分别设计了牙型角为60°,80°,85°,90°,95°的螺纹啮合副,对比研究了不同牙型角时滚柱螺纹牙最大接触应力及其最大相对误差,丝杠螺纹牙最大接触应力及其最大相对误差。结果表明:滚柱与丝杠的最大接触应力均发生在第1节螺纹牙上,且随螺纹牙型角的增大,最大接触应力整体呈增大趋势;螺纹牙型角为90°时,滚柱螺纹牙最大接触应力的最大相对误差最小,滚柱受载更均匀,传动更平稳,从而有利于提高行星滚柱丝杠副的使用寿命。通过研究螺纹牙型角对行星滚柱丝杠副接触特性的影响,为行星滚柱丝杠副设计提供指导。