水下变自由度变胞机构结构及应用研究

提出了变自由度变胞机构结构的3种分类,从8个方面总结了变胞机构的结构特征。研究了变自由度变胞机构的自由度,基于自由度计算公式,研究了从构态i到构态i+1机构相邻两构态的第二类自由度按增加的变化规律。设计了一种新型的刚柔体变胞机构,为研究水下环境的变胞机构动力学、适应变胞控制和姿态优化控制算法及姿态平衡控制算法奠定了坚实的基础。

含变胞运动副结构的约束变胞机构构型综合

同一种变胞源机构由于变胞运动副约束形式或结构的不同,可获取多种约束变胞机构实现预定的作业任务。即根据工作构态变换对变胞运动副的约束力性态变化要求,给出一种反求相应变胞运动副约束形式和结构的约束变胞机构构型综合方法。根据基于任务的变胞源机构的运动循环图,建立一种对应的变胞运动副运动状态矩阵和约束状态矩阵。根据变胞运动副的等效阻力梯度线图并参照约束状态矩阵,获取约束变胞运动副的等效阻力矩阵。通过归纳变胞运动副的约束形式和约束力性态的矢量表示,对比等效阻力矩阵建立约束变胞机构构型矩阵,给出基于构型矩阵的构型综合方法。以粉料压片机机构的设计为例,求出了12种典型约束变胞构型矩阵及其机构运动简图。

轨道式多臂铸件清理机器人结构设计与分析

针对现有铸件清理技术的不足,为解决人工清理铸件和串联机器人固定工位搬运存在的负载小、柔性度不足和工作效率低等问题,基于机构拓扑结构理论设计一种混联且多臂执行部为变胞结构的铸件清理机器人。介绍了铸件清理机器人的总体设计方案和工作原理,完成并联工作臂的设计和自由度计算;并运用ANSYS Workbench软件对铸件清理机器人抓取铸件的过程进行静力学仿真,并对结果进行优化,使得铸件清理机器人的结构设计可靠合理。所设计的铸件清理机器人能够满足铸件清理要求,提高了铸件清理的效率。

关于记忆合金在变体机翼上的应用设想

本文首先利用记忆合金丝的形状记忆效应,结合弹簧储能元件,设计了一种变高度单胞元结构,该单胞元结构具有主动、往复的高度调节功能。并将其应用到变体机翼的变厚度调节中。然后将变高度单胞元结构在空间内以一定规律进行生长,得到零泊松比多胞元结构,将其应用在变体机翼变厚度调节中,可以使机翼具有多点、多尺度的变厚度调节,使机翼可以在多种飞行环境中保持性能最优。

平面约束变胞机构构态切换能力的概率评估模型

构态切换过程的力学调控机理和构态切换能力的定义及评价是变胞机构实现构态平稳切换的理论基础。考虑工程实际中的误差随机性问题,建立构态切换能力的概率评估模型是降低变胞机构运动功能失效概率的关键。基于多构态欠驱动约束变胞源机构的结构组成原理建立了含变胞副的扩展Assur杆组模块化受力分析模型。根据变胞副的等效阻力梯度模型,完成了确定性条件下约束变胞机构构态切换的力学机理建模。进而,考虑系统内外部误差的随机性,建立了约束变胞机构构态切换时刻的可靠性评估模型。考虑构态切换相邻时刻运动功能失效的影响,利用系统可靠性理论提出了约束变胞机构构态切换的区间可靠度计算模型。最后,以折纸变胞机构为例,验证了提出的构态切换能力概率评估方法的可行性和有效性。为开展以获得高概率的构态切换重复执行能力为目标的约束变胞机构可靠性优化设计奠定了基础,同时对推进变胞机构的工程应用具有理论和实际意义。

轨道式多臂铸件清理机器人的设计与分析

针对现有铸件清理工作费工费时且需要大量劳动力问题,基于TRIZ理论进行系统功能和冲突矩阵分析,结合多用性原理、动态化原理、小人法和拓扑结构设计了一种悬挂轨道式多臂型铸件清理机器人。结果表明,该机器人能够完成铸件清理的所有工序,且其适应性和多用性较好,能够克服现有铸件清理机器人存在的技术缺陷,并为机器人样机制作提供理论依据,为新产品研发提供实时指导。