基于悬挂摆的球形水下机器人捕能方法与装置研究

为了满足球形水下机器人执行观测任务的节能需求,提出一种通过捕获环境能量给传感器供电的方法,结合机器人结构特点和海洋波浪环境制定出由悬挂摆和发电机组成的捕能装置方案,先将外部环境扰动能量捕获为悬挂摆的机械能,再通过发电机将机械能转换为可使用电能,在不影响机器人运动的前提下给出悬挂摆的复用驱动机构;应用莫森方法对水中波浪力进行数学描述,同时基于电压平衡方程等效出电磁阻尼力,作为载荷条件添加到Adams软件搭建的虚拟样机中,仿真分析捕能装置的电能输出特性,增大波浪参数可使发电功率达到1 W左右。搭建的实验平台对基于悬挂摆的捕能装置进行实验测试,结果表明所提出的能量捕获方法和捕能装置是有效的,在此基础上设计悬挂摆驱动与捕能发电处理的复用电路,输出5 V的电能可以供机器人小型传感器使用。该种捕能装置也可扩展应用在其他机器人上,增强扰动环境中的生存能力。

浅析目前轿车底盘悬挂摆臂结构

轿车底盘悬挂大体分为前悬挂和后悬挂,前、后悬挂都由摆臂连接车轮和车身,摆臂位置通常位于车轮与车身之间,其作用是连接车轮和车架、传递力、减弱振动传导以及控制方向。本文主要通过分析轿车底盘悬挂摆臂的结构设计、功能以及摆臂设计对于重量和价格的要求,以供参考和借鉴。

小议当前轿车底盘悬挂摆臂结构设计

悬挂摆臂系统历来是轿车底盘的重要组成部分,在轿车整体结构中也占据着极为重要的地位,本文对轿车底盘悬挂摆臂结构进行对比研究,进而研究摆臂设计对轿车的重量及价格的影响。

轿车底盘悬挂摆臂结构对比

本文首先从轿车底盘悬挂摆臂研究的相关背景入手,然后阐述了摆臂的功能与结构,最后详细的分析了摆臂设计对重量及价格的影响。

悬挂摆架平衡机固有频率的计算

本文利用能量法,对摆架式软支承动平衡机的工件—摆架系统的平动和扭振固有频率进行了比较严密的分析推导,得出了较精确的计算公式,并对平动固有频率的计算值进行了实验验证,取得了理想的结果。文中提出了扭振固有频率是否低于平动固有频率的判别式,最后还对固有频率计算公式可扩大应用范围作了说明。

悬挂质量摆对大跨越输电塔的风振控制

为了研究被动控制装置对格构式高耸结构的控制效果,提出了一种悬挂质量摆风洞试验模型.基于控制减振机理和结构风振控制方程,进行了悬挂质量摆对输电塔结构风振控制的全塔气动弹性模型试验.采用Simiu脉动风速功率谱密度函数,利用三角级数法模拟了节点风速时程.根据准定常理论,计算了悬挂质量摆控制前后结构顺风向的加速度时程和均方根(RMS),并进行了参数优化分析.研究结果表明,由模拟风载计算得到的塔顶RMS与试验结果吻合较好,该质量摆模型可有效减小输电塔的风振响应.

悬挂质量摆对大跨越输电塔-线体系的风振控制分析

研究了悬挂质量摆对大跨越输电塔-线体系的风振控制。通过单自由度体系悬挂质量摆的运动方程,推导得出悬挂质量摆对输电塔的控制运动方程。分别采用梁单元、杆单元和悬链线单元,对输电塔、绝缘子和输电线进行了精确的模拟。考虑输电线的几何非线性,建立了大跨越输电塔-线体系的三维有限元模型,并计算了其动力特性。介绍了悬挂质量摆的模拟及其参数取值,应用谐波叠加法模拟了脉动风速时程。分别对输电塔和大跨越输电塔-线体系的风振控制效果进行了分析。研究结果表明,悬挂质量摆可以减小输电塔-线体系的风振反应。

长途客车摆臂式平衡悬挂系统的试验分析

简单来说,悬挂系统就是指由车身与轮胎间的弹簧和避震器组成整个支持系统。悬挂系统应有的功能是支持车身,改善乘坐的感觉,不同的悬挂设置会使驾驶者有不同的驾驶感受。外表看似简单的悬挂系统综合多种作用力,决定着轿车的稳定性、舒适性和安全性,是现代轿车十分关键的部件之一。

电机驱动装置悬挂参数对“弹性架悬”机车动力学性能的影响

利用多体动力学软件SIMPACK建立“弹性架悬”机车的半车简化模型和整车模型,分析电机驱动装置悬挂摆杆长度和电机驱动装置横向减振器阻尼对机车蛇行运动临界速度和机车主要横向动力学性能指标的影响,得出电机驱动装置悬挂摆杆长度和电机驱动装置横向减振器阻尼对机车动力学性能的影响规律。

弹簧摆的内共振原理及其对输电塔的减震作用

输电塔是重要的生命线工程,其在地震灾害下的正常运行对于经济安全和社会稳定具有重大意义。针对输电塔结构,提出利用弹簧摆的内共振特性实现非线性能量阱以减小地震响应。其基本原理是将原悬挂质量摆的的摆线改为弹簧,通过设计弹簧刚度使弹簧摆的振动和摆动模态相耦合,进而提高吸振能力。基于拉格朗日方程推导了弹簧摆的运动方程,验证了引发内共振的条件。以某输电塔为工程背景,输入多条实际地震动验证弹簧摆的控制效果。对比传统悬挂质量摆发现,弹簧摆吸振能力更强,减震效果更佳。通过改变地震输入幅值,讨论了地震强度对减震效果的影响。

质量摆数值模拟及其在抗震中的有限元分析

基于ANSYS有限元软件讨论了高层建筑结构利用悬挂质量摆减震的原理及减震性能。首先,分析得到了体系的振动方程和不同质量的悬挂质量摆在动力荷载作用下对结构的影响。通过数值分析,提出了更有效的方法。在利用ANSYS有限元软件研究过程中,用COMBINE和MASS21两种单元来模拟悬挂质量摆,线性和非线性振动响应被得到。其次,提出了一种简单的设计方法和一些建议。最后,给出一个利用悬挂质量摆减震的范例。结果表明这种系统对减少动力响应是有效的。

张衡地动仪工作原理探究

张衡地动仪至今仍未得到公认的复原模型,通过对张衡的哲学思想、科学成就等史料研究,对袁宏著《后汉纪》中描述地动仪的文字内容进行分析,对张衡研制的“地动仪”和“水运浑象”进行比较,认为地动仪为自动运行一体化精密仪器,可实现对微弱地振动信号感知、放大和记录功能。结合当时的历史背景和科技水平,提出了三点悬挂复合物理摆+机械杠杆放大的地动仪复原技术方案,详细介绍了地动仪摆锤的悬挂方式、八个方向地振动信号的提取、机械杠杆放大机构和擒纵机构的设计思路,并研制了实验样机,证实地动仪工作原理具有科学性,且能与文献中描述地动仪的文字内容相互验证。

地震作用下高压输电塔-线体系纵向减震控制分析

目的研究地震作用下高压输电塔-线耦合体系纵向减震控制.方法运用有限元分析软件ABAQUS建立高压输电塔-线耦合体系的精细化模型.利用非线性时程方法分析地震作用下碰撞摆(Pounding Tuned Mass Damper)对输电塔-线体系的减震控制,并与悬挂质量摆(Suspension Mass Pendulum)的减震效果进行对比分析.结果以Kobe地震作用为例,悬挂质量摆控制下输电塔-线体系塔顶位移、加速度和主材轴力峰值减振率分别为29%、23%和26%,碰撞摆控制下的峰值减振率分别为41%、29%和38%,可以看出,碰撞摆的减振效果明显优于悬挂质量摆.结论悬挂质量摆能够有效地抑制结构的不良振动,而碰撞摆的震动控制能力明显强于悬挂质量摆.