基于ARM的小型舞台升降装备控制系统研究

文化综合体建设是公共文化服务的重要载体,当前以基层小型文化综合体为建设目标,来振兴乡村文化,以提升文化自信。小型文化综合体内部功能装备是不可缺的,其中舞台升降装备是主要的核心装备。目前舞台升降装备控制系统均采用工控机作为核心控制器,技术较先进,但控制系统价格昂贵、便携性差、接口协议具有平台相关性等问题。而ARM嵌入式相对于工控机具有体积小、价格低、控制灵活等优点,适用于控制小型文化综合体舞台升降装备。本文在ARM上构建OPC UA通信客户端和用户功能操作界面,实现舞台升降装备控制系统上位机,与PLC及变频器之间通过以太网通信,完成舞台升降装备控制系统功能需求。经过实验验证,小型控制系统功能齐全、性能可靠、操作便捷,满足舞台升降装备各项指标要求,具有广泛的应用前景。

基于ARM的嵌入式零树编码图像压缩的实现

基于RISC的ARM微处理器近年来发展迅速,并在工业控制、无线通信、网络应用等领域得到了广泛的应用。利用ARM微处理器实现图像的小波变换,并根据ARM本身的结构特点提出了一种改进的嵌入式零树编码算法,以便在ARM微处理器上实现图像压缩。实验证明,具有较好的有损压缩效果。该研究对基于硬件平台的算法优化设计具有指导作用。

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。

不同工况下采煤机截割部结构动力学分析

利用数值模拟软件对采煤机前后摇臂及前后提升托架在直线工况和斜切工况下受力进行动力学分析,分别给出了前后摇臂及前后托架在不同工况下的应力集中区域,为后续采煤机截割部优化提供一定参考,为矿井降本增效作出贡献。

基于柱碰工况的假人胸压优化策略

根据2022年中汽测评发布的成绩,柱碰假人整体胸部得分率较低。为了解决柱碰假人胸压超标问题,文章基于某车型侧面柱碰开发过程进行了研究,采用仿真分析与Narrow-gap试验、滑车试验结合的方法进行了侧气囊(SAB)的包型优化,并通过整车试验进行了优化策略验证。文章研究表明,SAB包型与假人抬手臂姿态、胸部伤害密切相关,通过调整SAB肩部区域设计高度可以有效的改善假人抬手臂姿态、降低胸部伤害,文章结果可以为柱碰被动安全开发提供新的开发思路。

乳腺托架与举臂支架对乳腺癌放射治疗摆位误差的对比研究

目的:分析比较乳腺托架与举臂支架对乳腺癌患者放射治疗摆位误差的差异性,指导临床乳腺癌放射治疗中固定方式的正确选择。方法:选取医院收治的41例乳腺癌患者临床资料,其中21例患者在放射治疗中采用乳腺托架(7.5°)固定,20例患者采用举臂支架固定。所有患者共纳入锥形束CT(CBCT)治疗配准数据126组,摆位误差通过治疗前的CBCT验证获得,并进行误差修正后治疗。对比分析患者的不同年龄、接受不同乳腺癌治疗方式及不同肿瘤位置等因素对摆位误差的影响。结果:21例使用乳腺托架(7.5°)固定的患者在三维方向的升降方向(VRT)、进出方向(LNG)和左右方向(LAT)摆位误差分别为(0.41±0.32)cm、(0.43±0.53)cm和(0.22±0.17)cm;20例使用举臂支架定位的患者在三维方向VRT、LNG和LAT摆位误差分别为(0.34±0.22)cm、(0.37±0.27)cm和(0.31±0.25)cm。两种固定方法在3个方向的摆位误差差异均无显著统计学意义;右侧乳腺癌的患者在LAT方向乳腺托架(7.5°)均低于举臂支架摆放误差,差异有统计学意义(t=2.033,P<0.05)。举臂支架定位者的VRT方向年龄≥45岁的患者摆位误差小于年龄<45岁的患者,差异有统计学意义(t=2.8527,P<0.05);改良根治术后摆位误差小于保乳术者,差异有统计学意义(t=-2.3283,P≤0.05)。结论:在乳腺癌患者放射治疗中,乳腺托架(7.5°)与举臂支架两种定位方式摆位误差无显著差异,临床中可以根据设备的需求和患者的舒适度感受合理选择应用。

电解铝厂开关站巡检机器人关键技术研究

为解决现有铝镁行业开关站存在架空母线管道,高压设备与通道之间设置防护围栏等场景特征导致的巡检视场受限、效率低下等问题,结合霍煤鸿骏电解铝厂开关站现场应用环境,设计出一种基于折叠臂升降结构的智能巡检机器人;采用双差速原理,阐述了全向移动底盘驱动系统的元件选型与参数计算;详细探讨了一种折叠臂升降结构,描述了其工作原理及具体的驱动能力;建立了折叠臂升降机构的性能试验,实验结果表明:折叠臂驱动电机电流曲线变化符合折叠臂升降机构的举升动作,结构设计有效,具备较好的高度观测范围与整车通过性,可以满足客户现场需求。

无动力上肢助力机械外骨骼对手臂抬举作业的影响研究

手臂抬举作业是导致上肢工作相关肌肉骨骼疾病(WMSDs)的主要原因,本文的目的是评估无动力上肢助力机械外骨骼(UPAE)在手臂抬举作业中的潜在影响。方法:15名男性志愿者,在三个不同手臂抬举高度(使用和不使用UPAE)下进行重复螺栓安装任务;测量受试者左、右手臂三角肌前束、中束、斜方肌下束和肱三头肌的肌电图值,并对其颈部、肩部、上臂、前臂、胸背部、腰背部和腿部的感知不适(RPD)进行评分。结果:与不使用UPAE相比,使用UPAE时,右三角肌前束的初始nRMS下降了38.5%,中位nRMS值下降了45.1%,总RPD下降了52.4%。结论:与不使用UPAE相比,使用UPAE可以带来更少的上肢肌肉收缩和更低的RPD,这可能会降低或减慢在手臂抬举作业中上肢WMSDs的水平。

小直径TBM管片吊机提升臂液压缸的疲劳寿命分析

提升臂液压缸作为小直径TBM管片吊机的关键动力驱动部件,其失效将会导致整个设备的瘫痪。为此,分析了不同工况下提升臂液压缸的受力情况,完成了液压缸的三维建模,校核了液压缸工作过程的稳定性,并利用ANSYS Workbench对简化后的液压缸模型进行了静力学分析,得到液压缸各部分应力分布。利用Fatigue Tool模块分析了液压缸的疲劳寿命,分析结果与理论计算结果的相对误差为8.30%,为提升臂液压缸的及时维护提供了数据支持。

大跨距条件下LNG码头卸料臂非常规吊装案例分析

液化天然气码头一般采用高桩墩台形式,工作平台通过狭长引桥连接陆域离岸布置,工艺设施卸料臂采用大型船舶吊装的方式完成设备安装,其实施过程是LNG接收站项目建设中一个难度较大的施工科目。本文结合项目实际建设特点,创新提出在大跨距条件下实施陆域吊装卸料臂的方案,在简化政府审批手续、降低施工安全风险以及节约成本方面都有显著效果,可以为后续类似项目建设提供有益参考。

一种智能衣柜旋转衣架系统设计

随着智能家居的快速发展,人们对衣柜有了更高的追求。针对普通衣柜对于高处衣格的存储方式单一且衣物存取十分不便的问题,设计了一种可以自动存取的智能衣柜旋转衣架。该文重点阐述升降机构、机械臂、平行机械手、智能旋转衣架的机械结构设计,并对于抓取衣物的机械臂进行了强度校核。通过智能旋转衣架、可多方位运动的机械手、基于电动机的升降装置相互配合,能够解决高处衣格的多样化存储以及衣物取放不便的问题。

液压旋转起重塔吊伸缩臂瞬态动力学研究

伸缩臂是液压旋转起重塔吊的重要部件,为了确保液压旋转起重塔吊的安全性,提出液压旋转起重塔吊伸缩臂瞬态动力学研究方法。根据液压旋转起重塔吊的额定起升荷载与额定起升压力,结合偏摆水平力计算伸缩臂的惯性力;在考虑风力系数、风压等的情况下,计算了塔吊伸缩臂的风荷载;建立了液压旋转起重塔吊的回转运动方程、变幅运动方程和伸缩运动方程,采用拉格朗日方程构建伸缩臂的瞬态动力学方程。实验结果表明,所提方法可以在不同风荷载下对伸缩臂的瞬态应力进行精准分析,较为准确地评估伸缩臂在不同工况下的受力情况,且具有较高的可靠性。

气体传感器智能化测试手段提升

矿用气体传感器的可靠性和灵敏度直接关系到煤矿安全系统的安全程度,精准测量和性能稳定的数据来源是煤矿安全监控系统正常运行的重要环节。针对我国生产企业气体传感器测试存在的人工耗时长、工作效率相对较低以及有毒有害气体不环保排放等诸多问题,研究了2套智能化测试装置。该装置采用煤矿安全监控系统植入机械臂ROS主机技术和监测废气系统Keil软件,设计滑环取电技术和充气单元相互配合进行测试,智能化提升测试手段,实现矿用气体传感器安全高效的检定出厂。

焊接钢管X射线探臂升降调整装置的改进设计

传统的焊接钢管X射线工业电视检测设备探臂升降调整装置调节幅度受限,劳动强度大,导向套易卡死。为解决此问题,对该装置进行了设计改进,去掉配重箱,升降方式改为导向轮式探臂升降。改进后的装置升降平稳,调整便利,设备使用故障减少,调节范围增大,可满足不同规格钢管的探伤要求。

旋挖钻机动臂结构强度分析

动臂是旋挖钻机的一个主要构件,在动臂变幅、钻进和提钻等工况下均是主要承力构件。文中分别对动臂变幅、钻进和提钻工况下,旋挖钻机以最不利的姿势作业,且承受最大载荷时动臂的结构强度进行分析,为动臂的结构设计及优化设计等提供了理论基础。

基于有限元分析擦窗机吊臂系统的优化设计

应用三维建模软件对擦窗机整机系统进行建模,利用ANSYS Workbench中的静力学方法对擦窗机的两种典型工况进行了对比分析,得出工作状态下吊臂系统所受的最大应力及产生的最大应变。根据分析结果,对所设计的吊臂模型进行了优化。并对优化后的模型进行了再次分析,分析结果表明,优化模型优于最初设计的模型。同时,使用ANSYS Workbench中的模态分析方法对优化后的吊臂进行模态分析,验证此吊臂系统的模态稳定性,得出吊臂的振型及固有频率,确定了危险频率及避免方法。为擦窗机的吊臂设计提供了一定的参考。

矿用液压起重机吊臂结构优化设计分析

矿用液压起重机是井下设备安装和拆卸的重要器械,吊臂又是起重机上的关键部件,它的设计直接影响到起重机的吊升能力。为了对矿用液压起重机吊臂的结构进行优化设计,基于Solid Works建立三维实体模型,利用Solid Works Simulation将其转化为有限元模型,在静态算例下进行有限元分析;得到相应的应力和位移云图,并在静态分析的结果和满足其强度的基础上以质量最小化为优化目标对吊臂的结构进行优化设计,得到了满意的结果。

偏载系数法分析装载机动臂强度

通过对装载机工作循环的分析,引入了偏载系数的概念,提出了装载机受力计算的一种新方法。采用逆向思维,以偏载工况的计算为主,正载工况作为偏载工况的一种特殊情况,将两者的计算统一到一个连续函数中,并借助有限元软件,定量分析了从正载到极限偏载过程中动臂的应力变化趋势,结果表明,偏载造成最大损害的部位是偏载端动臂和铲斗的铰接点处,同时一定程度的偏载不会对工作装置造成较大损害。基于试验对所建立的CAD模型和CAE分析进行了改进,改进后的分析结果与试验结果基本吻合。

露顶式弧形闸门吊耳位置对启门力的影响

闸门启门力是启闭机容量选择的重要依据之一,吊耳布置位置不同,启门力大小亦有所改变。针对露顶式弧形钢闸门吊耳布置在闸门上游侧和下游侧两种情况,通过计算不同开度下启门力的数值,得到闸门开启过程中启门力随开度变化的曲线。分析表明:在闸门空载和闸门挡水两种工况下,露顶式弧形钢闸门吊耳布置在闸门上游侧和下游侧时,启门力数值都随闸门开度的增大而减小,吊耳布置在闸门上游侧与布置在下游侧相比,启门力变化平缓且数值较小;在实际设计过程中,吊耳布置涉及因素众多,不仅应考虑降低闸门的启门力以优化启门方案,还应当综合考虑闸门开启过程中的安全性与稳定性。

EBZ255悬臂式掘进机升降臂有限元分析

通过采用Cosmos对EBZ255掘进机升降臂在3种工况下的有限元分析,得出其应力、变形和安全系数云图,结果表明,升降臂在工作过程中应力分布总体较为均匀,但在升降臂与回转台的销孔位置处存在应力集中现象,局部强度富余较大,为该机的改进及优化设计提供指导。