反推力装置运动学与动力学仿真

为了研究叶栅式反推力装置各部件在工作过程中的运动学与动力学特性,根据机构运动原理对反推力装置进行简化并建立了运动学与动力学数学模型。以滑动整流罩位移与阻流门所受气动负荷为输入进行运动学与动力学仿真,得到了反推力装置各部件的位移、速度及受力特性曲线,并对比分析了在不同尺寸参数下各部件特征点的运动轨迹和反推力装置负载力变化。结果表明:运动学及动力学仿真结果与工程实际相符;反推力装置机构参数选择不合理时,各设计点会发生干涉现象并导致机构无法运动;机构参数变化对负载力最大值影响尤为突出,在阻流门AC段长度值增大6%,阻流门CB段长度值减小9%的情况下,负载力正向最大值将增大19.53%,负向最大值增大12.67%。研究方法及研究结果可为反推力装置运动学及动力学分析,以及为反推力装置机构优化设计提供参考。

微型自主水下机器人折叠天线设计

为减少天线部件对自主水下机器人造成的额外航行阻力,解决现有升降、折叠天线机构不适用于微型自主水下机器人的问题,设计一种适用于微型自主水下机器人的折叠天线。通过CFD仿真对比了天线机构升起或折叠状态下微型自主水下机器人的航行阻力,结果表明,折叠天线折叠后可减少不小于34.26%的航行阻力,验证了折叠天线对于微型自主水下机器人减小水下航行阻力的有效性。通过对折叠天线机构的运动学与动力学仿真,可知天线机构升起过程中所需最大驱动力矩为0.51 kg·cm,该数值小于天线机构选用驱动舵机的额定输出扭矩,验证了设计方案的可行性。最后,通过微型自主水下机器人样机湖上试验,验证了折叠天线机构处于升起状态时接收WiFi、无线电和GPS信号的稳定性,天线机构折叠时微型自主水下机器人能够实现水下定向、定深航行功能。

刚柔结合的充电机械臂设计

针对大型运输设备上的电池充电补给任务,设计了一款刚柔结合充电机械臂。针对机械臂的柔性部分和刚性部分分别分析了关节、任务、驱动空间之间的运动映射关系,给出了两级柔性臂的解耦运动学算法,使用蒙特卡洛方法求解了机械臂的工作空间,验证了机械臂设计的合理性,并用Adams软件进行动力学仿真分析,校核了设备选型的安全性。