基于曲柄摇杆机构的仿生海扁虫水下机器人

针对现阶段MPF波动推进模式仿生机器人在体积、灵活度、运动性能等方面研究较少的问题,设计出了一种仿生海扁虫水下机器人。该机器人使用了一种无急回特性的曲柄摇杆机构作为动力传输零件,通过可传动柔性骨架实现动力的传输,带动鳍条往复摆动,形成稳定的波形推动机器人前进。进一步,通过对曲柄摇杆机构的理论计算和尺寸设计得出实际模型,运用SolidWorks Motion运动仿真进行无急回特性的验证。最后,通过3D打印件等材料制作仿生海扁虫机器人样机,进行水下运动试验,以此验证该设计可行性,在有效减小机器人体积和自身质量的同时,具有更佳的运动性能。

基于MATLAB的曲柄摇杆机构优化设计方法分析及应用

以机构优化设计方法为研究对象,介绍了机械优化设计问题数学模型的建立方法、优化设计方法的选择和优化设计问题的编程与计算方法,并举例验证利用MATLAB优化工具箱对曲柄摇杆机构进行优化设计过程的合理性和可行性,可为平面运动机构的优化设计提供方法借鉴。

池州长江大跨越超高输电塔高空摇臂抱杆吊装试验与数值分析

安徽省池州段长江大跨越345 m超高杆塔是国家“西电东送”工程中白鹤滩-浙江±800 kV特高压直流输电线线路的重点工程。在超高杆塔施工中对摇臂抱杆高空吊装全过程受力分析是保证施工安全、保障西电东送工程顺利竣工的重要手段。开展了模拟施工过程的摇臂抱杆调幅加载试验,明确了分级加载下摇臂抱杆的全过程受力特征,建立了考虑动力特性的摇臂抱杆高空吊装有限元分析模型,明晰了在实际荷载工况下结构重要杆件与节点的应力分布规律,并基于诸多关键工况分析优化了高空摇臂抱杆的设计方案。研究成果可为超高杆塔的摇臂抱杆吊装施工提供理论支撑。

曲柄摇杆式秧苗移栽机构分析设计

选取前插式曲柄摇杆移栽机构为研究对象,利用几何学和数值分析方法对该机构进行运动学分析,并建立数学模型;利用MATLAB 2010编制辅助分析软件,针对秧苗移栽的轨迹要求利用所编制的软件进行机构的优化设计,得到1组优化参数。利用SOLIDWORKS 2020构建该机构的三维实体模型,并通过多体动力学仿真软件ADAMS 2013进行虚拟样机仿真试验,经验证,试验结果与理论分析结果吻合,误差在合理范围内,即所设计的前插式曲柄摇杆移栽机构合理、准确。研究结果为后续样机试制提供了理论依据。

基于无刷电机的力反馈摇杆系统设计

根据对准确性与响应速度的要求,选用无刷电机作为摇杆的核心驱动部件,并建立了无刷电机的数学模型。选择了磁场定向控制(FOC)策略作为摇杆力反馈的核心算法。通过Clarke变换和Park变换进行坐标系转换,实现电机定子电流的解耦,Park逆变换和Clarke逆变换将电机定子的电流从控制坐标系转换回实际电机所需的三相信号,实现高精度和快响应的电机控制,为控制系统的设计提供了理论基础。对力反馈摇杆控制系统响应速度、稳定性和控制精度、力反馈体验等各个方面进行了测量和观察。测试结果表明,该力反馈摇杆系统在各项指标上均达到了预期效果,能够提供细腻、真实的力反馈体验。此次设计展示了无刷电机在力反馈控制系统中的应用潜力,并为未来的系统优化和应用拓展提供了一定的参考依据。

输电线路双摇臂落地抱杆起升动载系数理论研究

针对现有双摇臂落地抱杆的设计计算未考虑起升效应的问题,以双摇臂落地抱杆单吊点模型为例,通过对抱杆的质量与刚度进行等效,推导起升动载系数的数学表达式,并建立相应的有限元模型来验证其正确性,最后通过试验对表达式进行修正。研究表明:起升动载系数的数学表达式为φ_(2)=1+βv_(h)的形式,起升动载系数由等效系数β和起升速度vh决定。通过仿真计算得到,抱杆的位移随加载时间的变化而增大,在达到一定峰值后,因刚度和质量的影响会出现周期性波动。起升动载系数随等效系数、冲击速度的增加而增加,仿真值与理论值的最大相对误差为3.33%,验证了起升动载系数数学表达式的正确性。通过抱杆的起吊试验,采用最小二乘法对起升动载系数数学表达式进行修正,表达式为φ_(2)=1.007+0.05vh。研究结果为双摇臂落地抱杆提供了起升动载系数计算方法,完善了抱杆的设计计算体系,提升了双摇臂落地抱杆的计算准确性与使用安全性。

气门摇杆轴支座零件加工夹具可靠性设计

针对气门摇杆轴支座结构相对比较复杂、加工技术要求比较高、零件需要加工的表面比较多的问题,通过对气门摇杆轴支座零件的分析、零件工艺规程设计、零件夹具设计等步骤设计了专用加工夹具以满足批量生产。在工艺方面,根据机床选择和严格标准进行了的工序设计。在夹具设计方面,采用一个平面两个V形块进行定位限制六个自由度,用两个回转压板和活动V形块固定手柄来夹紧工件,防止工件产生倾覆和振动,较好地解决了零件加工需求和各表面加工精度控制的要求,满足了该零件产品的生产加工质量要求,保证了零件加工的可靠性。

1000kV特高压落地双摇臂抱杆铁塔长横担吊装研究

探讨了1000kV特高压铁塔长横担吊装技术,重点分析了落地双摇臂抱杆的应用.指出特高压输电建设的重要性及长横担吊装挑战,概述了落地双摇臂抱杆在特高压铁塔施工中的应用现状.详细分析了铁塔结构、吊装重量与高度要求,并提出了抱杆选择与配置方案.吊装工艺流程包括施工准备、步骤及关键技术要点,强调了角度、受力、重量与安全防护的控制.通过川渝地区案例,验证了吊装技术与安全措施的可行性,总结了成功经验.研究得出,落地双摇臂抱杆在特高压铁塔长横担吊装中高效安全.

曲柄摇杆振动破壳油茶果粗选机运动学分析及试验

为验证所设计的油茶果粗选机的合理性,该文首先对其进行简化,联系振动筛工作原理和受力分析对其运动参数进行分析,找出影响物料运动的因素,并验证其运动参数设计合理;其次利用ADAMS仿真软件对该机进行运动仿真,得到物料模型的振幅曲线图,通过使用振幅递减法分析曲线图的变化规律,验证其振幅设计合理;最后通过三水平三因素正交组合试验,得出各因素对茶籽保有率和筛分效率的影响显著性顺序。利用Design-Expert软件分析得出当粗选机曲柄转速、筛面倾角、筛面长度取值为276.12 r/min、6.69°、1 005.8 mm时,茶籽保有率和筛分效率均达最佳值(分别为96.84%和96.77%),验证了粗选机的设计满足工作要求。该研究结果为后期精选机的设计提供了参考。

单曲柄双摇杆扑翼驱动机构的优化设计

微扑翼飞行器在试飞过程中时常发生向左或者向右倾斜栽落的现象,这是由于左右扑翼动作的不完全对称性引起的.由此建立了驱动机构在一个运动周期内左右扑翼角之差和角速度之差的数学模型,并在机械学、仿生学等约束条件下利用模式搜索法对目标函数进行了优化设计.优化前后的参数对比分析和试飞试验均表明:该优化显著增强了微扑翼飞行器的运动对称性.

单曲柄双摇杆机构同步性能优化

针对在扑翼机构与可变后掠翼机构中广泛应用的单曲柄双摇杆机构两侧摇杆存在转角偏差的问题,提出利用解析法与仿真试验相结合的优化设计研究思路。将单曲柄双摇杆机构从两种特例拓展为一般性的统一模型,基于平面连杆机构基本方程建立摇杆同步性能的优化设计数学模型。通过引入摇杆转角偏差小量假设和极限位置对称性假设,利用泰勒展开公式,求解出最优设计变量的理论关系式。但该理论最优解要求摇杆长度不固定,须随时变化,工程中难以实现。在理论最优解的基础上,结合大量系统地机构仿真试验研究,进一步给出获得单曲柄双摇杆机构同步性能优化解的近似经验公式与设计曲线图,从而得到单曲柄双摇杆机构同步性能优化问题的完整解法,并通过设计实例验证了该方法的工程实用性。

基于滑块摇杆机构的柔性三指机器人手爪研究

多指机器人手爪普遍存在指端作用力弱的问题,柔性机器人手爪也出现末端作用力不足的现象,采用气压驱动的软体手爪虽驱动力增强,但不利于手爪控制的准确性,为此,设计了一种基于滑块摇杆机构的柔性三指机器人手爪。该手爪每根手指的指尖、指中节采用滑块摇杆机构实现,不仅增强了指端作用力,而且结构简单、易实现。为避免手指与目标物的刚性接触,手指尖、指根运动均通过弹簧来实现手爪的柔性;指尖驱动弹簧设计得较软,有利于初始接触的柔性;指根采用腱传动方式,指根腱采用较硬的弹簧来传递舵机扭力,可保证足够的作用力;手指表面均设计有较平的表面,有利于粘贴触觉传感器。通过理论分析与计算,证明指尖可获得较大的作用力,并分析了弹簧的选取方法。通过抓取实验证明本文设计的机器人手爪具有较好的适应性和抓取能力;与本课题组前期设计的钢丝绳耦合欠驱动式机器人手爪进行了抓取力对比测试,结果表明,手爪的抓取力有了很大提升,最大抓取质量达1.71 kg;通过测试指端正压力与驱动舵机旋转角的关系以及抓取典型目标物的损伤情况,证明了设计的手爪具有一定柔性。有关性能实验证明了设计的手爪具有较好的实用性。

椭圆齿轮—曲柄摇杆引纬机构的运动学建模与特性分析

为了分析椭圆齿轮—曲柄摇杆引纬机构的运动学特性,建立了该机构的运动学数学模型,开发了辅助分析软件,分析了一些重要参数对该机构运动学特性的影响,得到了一组较佳的参数。对该组参数下的引纬机构进行了运动分析,并和比利时PICANOL公司生产的GTM剑杆织机的空间四连杆引纬机构进行了比较,证明了椭圆齿轮-曲柄摇杆引纬机构能满足引纬要求。

凸轮摇杆式摆动型玉米株间除草装置设计与试验

为满足我国北方玉米苗间机械除草作业需求,设计了一种凸轮摇杆式摆动型玉米株间除草装置,阐述了除草装置的总体结构与工作原理,对其关键部件凸轮摇杆机构和除草刀进行参数化设计,通过对除草装置避苗过程的运动和受力分析,得到影响其作业效果的主要因素及各因素的取值范围。以前进速度、弹簧刚度和除草刀转速为试验因素,以除草率、伤苗率为试验指标,在室内土槽中进行L9(34)正交试验,以考察试验因素对除草装置工作性能的影响。结果表明,各因素对指标影响的主次顺序为弹簧刚度、前进速度、除草刀转速;最优水平组合为弹簧刚度60 N/mm、前进速度0.6 m/s、除草刀转速130 r/min。以最优水平组合进行验证试验,结果为除草率89.8%,伤苗率2.1%,证明其具有较优的作业性能。

曲柄摇杆式残地膜捡拾机构研究

针对目前残膜捡拾机构性能不可靠,造成残膜收净率较低的问题,提出一种曲柄摇杆式残地膜捡拾机构,建立机构几何与数学模型,对所设计机构的工作机理进行仿真、分析与优化,达到了捡拾与卸膜的工作要求。大田试验表明,机具的工作效率大于0.4 hm2/h,残膜回收率达到88.5%,工作过程中基本未出现缠绕问题。

摇杆式移动机器人的齿轮式差动机构研究

为了使差动机构在摇杆式移动机器人上得到更好的应用,分析了摇杆式移动机器人差动机构的作用和特征;它可以将两摇杆的转角线性平均为机器人的车体转角.在此基础上,提出了6种齿轮式差动机构,包括ZUWGW型、NW型、DW型、WW型、NGWW型等5种2K-H行星齿轮机构和1种由两个NGW型2K-H行星齿轮机构组成的差动机构.分析了各机构的工作原理和特点,推导出了各差动机构的实现条件,并为其中的ZUWGW型锥齿轮式差动机构和NGWW型行星齿轮相互啮合式差动机构提供了详细的结构设计实例.

双摇杆机构极限摆角的确定

对双摇杆机构的摇杆极限摆角计算公式进行了分析 ,这些公式可用于双摇杆机构中摇杆极限摆角的确定。

含间隙柔性曲柄摇杆机构动力学分析

基于ADAMS(automatic dynamic analysis of mechanical system)的仿真软件平台,采用冲击函理论模拟间隙接触的碰撞,研究含间隙运动副柔性曲柄摇杆机构的动力学行为。轴与轴套间旋转间隙铰有三种运动状态,自由运动、碰撞和连续接触。文中主要对比刚性连杆和柔性连杆对机构运动性能的影响,考虑柔性时,应用Ansys软件取连杆的前三阶模态生成中性文件导入ADAMS进行仿真。结果显示,柔性杆对运动副接触的碰撞力有缓冲作用,同时与理想运动副状态十分接近。

按最小传动角设计曲柄摇杆机构的解析方法

提出了一种设计曲柄摇杆机构的解析新方法,即按最小传动角γmin和其他已知条件(行程速比系数k、摇杆摆角φ和其中一杆长度),采用解析几何方法建立一系列关系式来确定该机构其余杆件长度的方法。

行星轮曲柄摇杆分插机构的运动特性和优化分析

介绍了一种高速插秧机分插机构———行星轮系曲柄摇杆分插机构的结构原理 ,建立了机构的运动学分析模型 ,编写了运动仿真程序 ,优化了结构参数 ,使分插机构的工作轨迹、取秧角。