基于UG Open Grip的不同滚子类型弧面凸轮三维实体建模

为了快速、准确地建立4种不同滚子类型的弧面凸轮三维模型,采用UG Open Grip二次开发工具,根据不同弧面凸轮廓面方程生成一系列离散点,再由点生成线,由线生成面,由面生成体,逐步完成不同滚子类型弧面凸轮的三维建模。该方法为快速、准确地建立弧面凸轮三维模型提供了一种方法。

基于动力学模型的手术器械夹持力估计研究

手术器械夹持力估计问题一直是微创手术机器人手术器械研究的重点。在微创手术过程中,夹持力过大会造成组织损伤,夹持力过小会使缝合针等脱落,引发危险。因此,研究如何估计手术器械夹持力是非常有必要的。根据手术器械的结构特点,提出了一种基于动力学模型的夹持力估计方法。建立的模型考虑了手术器械动力学模型、丝传动系统力和位移传递特性和直流电动机特性,得到了手术器械电动机电流和夹持力之间的关系;通过Matlab对夹持力模型进行仿真验证,得到了手术器械末端执行器随电动机电流变化的夹持力变化曲线。仿真结果表明,基于动力学模型的手术器械夹持力估计模型与实际情况相符,为后续的手术器械夹持力安全保障研究提供了理论依据。

织物和静电极板参数对静电吸附力的影响分析

为了明确织物和静电极板参数对静电吸附力的影响规律,为服装软面料的静电吸附式抓取提供理论支撑,文章开展织物参数和静电极板参数对静电吸附力影响规律的系统性研究。首先建立纬编织物结构模型及静电吸附力理论模型,通过理论分析结果和仿真结果的对比分析,验证仿真方法的有效性;接着基于Maxwell张量法推导了五层二维静电吸附力理论模型,分析静电吸附力模型结构参数对静电吸附力的影响规律,并得出结论:(1)静电吸附力和电极上施加电压的平方成正比;(2)织物密度越大,产生的静电吸附力越大;(3)绝缘层介电常数越大,静电吸附力越大;绝缘层厚度越大,静电吸附力越小;(4)随着极板占空比及电极间距的增大,静电吸附力均呈先增大后减小的趋势。

预测抓握力和振动传递的手-臂系统生物动力学模型

针对手-臂的振动问题,提出了一种手-臂混合模型来计算不同抓握力下叉车方向盘传递给手-臂的振动。该模型由肩膀、上臂、前臂和手组成,通过具有刚度和阻尼的关节连接。手部模型包含手掌和五个手指,每个手指的远端、近端和掌指端通过旋转关节相互连接,在手指关节上施加力矩来模拟抓握手柄时的主动肌肉力。通过调整模型材料参数以匹配手和手臂在抓握手柄时的接触压力和振动。将标定后的模型应用于某叉车方向盘对手臂系统振动传递率进行预测,结果表明所建立的考虑抓握力和手与手柄接触条件的模型能够预测车辆驾驶员手臂系统的振动传递。

基于UG/OPEN GRIP的潜油行星减速器的数字化设计

利用UG软件中的二次开发工具UG/OPEN GRIP语言进行编程,文章讨论了UG/OPEN GRIP这一编程语言的特点及其语法规则;介绍了潜油行星减速器在潜油螺杆泵系统中的作用和行星齿轮传动结构的优点;并通过创建渐开线上的点、创建样条曲线、创建齿形三个步骤进一步研究了潜油行星减速器中齿轮形成的数字化过程,从而成功的实现了潜油行星减速器的参数化自动建模,对提高减速器的设计效率和精度、减速器的运动仿真和运动分析、进行有限元分析和优化设计都有极其重要的指导意义和实用价值。

基于UG/GRIP语言的凸轮自动实体建模

利用UG软件中的二次开发工具UG/GRIP语言编程,成功地实现了适用于5种常用运动规律的尖顶、滚子、平底摆动推杆盘形凸轮的参数化自动实体建模,对提高凸轮设计效率和精度,凸轮机构运动和动力分析、进行有限元分析和利用Manufacturing模块对凸轮机构加工有极其重要的指导意义与实用价值。

基于UG/GRIP的叶轮轴面流道的计算机辅助设计

运用UG/GRIP技术对叶轮的轴面流道进行参数化造型及校核,获得了一种先进的叶轮轴面流道参数化设计方法,从而能够及时、直观地考察叶片的工作特性。同时可采用交互方式对叶轮设计参数进行修改,增强了叶轮计算机辅助设计系统的交互设计能力,有利于提高叶轮的设计质量。该方法不仅适用于泵的叶轮,对于涡轮及压气机的叶轮等也同样适用。

基于SolidWorks的导线卡线器三维建模及运动仿真

为解决导线挂线时的滑线、跑线问题,提高卡线器的设计效率,通过分析卡线器的结构和工作原理,以SKLT-60卡线器为主要研究对象,基于三维软件SolidWorks及其Motion插件,进行零件建模、虚拟装配及运动仿真,得到卡线器的夹嘴夹持力、上夹嘴运动轨迹、摇杆极限位置及滑块行程随时间的变化曲线.仿真结果表明:夹嘴夹持力、传动角及拉环行程满足设计要求.将虚拟样机技术和运动仿真技术相结合,对卡线器进行仿真分析,具有较好的模拟效果,缩短了产品开发周期,还能根据仿真结果进行结构优化,为类似设计提供了一种快捷、可靠的方法.

基于混纺平纹织物的静电吸附式抓取技术研究

为了实现机械手更好地对混纺平纹织物进行抓取,课题组研究了静电吸附式抓取技术。首先,通过分析混纺平纹织物结构特性,建立混纺平纹织物三维模型与等效介电常数计算模型,并对织物在电场中受力情况进行研究;其次,结合Maxwell应力张量计算方法,建立二维静电吸附力模型,研究不同配置类型的静电极板产生的吸附力大小,用于指导静电极板的配置结构设计。结果表明:织物的等效介电常数与各纤维的体积分数和分布形态有关;织物所受到的静电吸附力随极板所施电压的增加而增大,并与其平方成正比,验证了使用静电吸附式抓取织物的有效性;通过对不同配置类型极板的吸附效果的对比,确定了最优的极板结构。该研究为静电吸附式技术在服装面料抓取领域中的应用提供了重要参考。

基于UG/GRIP语言的凸轮自动实体建模

本文利用UG软件中的二次开发工具UG/GRIP语言编程,成功地实现了适用于五种常用运动规律的尖顶、滚子、平底摆动推杆盘形凸轮的参数化自动实体建模,对提高凸轮设计效率和精度,进行凸轮机构的运动和动力分析、对凸轮机构进行有限元分析和利用Manufacturing模块加工凸轮机构有指导意义与实用价值。

基于NX/OPEN GRIP计算机图解法的机构设计与分析

提出利用NXOPEN/GRIP平台开发出适用于机构设计与分析的计算机图解法。基于该方法对机构进行设计、建模以及对速度(角速度)等运动学的分析。该方法适用于任何尺寸、不同初始运动条件下的机构,可十分准确、快速、便捷地解决机构的相关问题。

GRIP、API与KF建立零件模型方法之比较

UGNX提供了GRIP、NX/OpenAPI、KF等开发工具和接口让客户捕捉和保留领域知识,包括:捕捉流程知识、自动化设计和定制用户使用环境等。从人机界面、源程序代码及其执行结果等方面比较了这3种方法在建立零件模型时的优缺点,为二次开发人员选择开发工具提供帮助。

Tire Grip Performance Simulation and Improving Method Considering the Influence of Tread Pattern Stiffness

The grip performance of radial tires on dry roads was simulated with the software ABAQUS. A sliding-velocity.dependent friction coefficient on the contact behavior at the tire-pavement interface was selected to describe friction phenomenon for fire and road interface. Anti-lock brake system （ABS） process was achieved by controlling the tire angular velocity to obtain the relationship between friction force and slip rate, while the maximum friction forces were used to evaluate tire grip performance. Physical mechanism of tire grip performance was also analyzed through the frictional force generated from the adhesion region and sliding region by considering the contact differences between the longitudinal slip and the lateral slip, and the deformation characteristics of tire pattern were also investigated. In order to improve tire grip performance, carbon fiber material was added to the tread pattern grooves. The results show that carbon fiber has a significant influence on stiffness distribution of tread patterns and friction force vector in the contact zone. Tire grip performance can be improved by controlling the stiffness distribution and deformation direction of the tread pattern.

管卡板牙式锁紧机构轴向承载力的试验研究

板牙式锁紧机构提供全结构管卡加固管道的结构承载能力。为了解决在管卡设计中其轴向承载性能的有关结构计算问题,本文通过模型试验对4种规格的板牙式锁紧机构进行了轴向承载力测试,分析了内板牙齿挤毁管道表面并刮断累积金属屑层的锁紧机构失效模式,借鉴刨削力计算公式拟合得到了板牙式锁紧机构单齿轴向承载力与咬入深度的经验公式,并分析了齿间距、齿顶角对单齿承载力的影响。试验结果表明对于相同齿顶角的锁紧机构,齿间距越大的单齿承载力越大;对于相同齿间距的锁紧机构,90°齿顶角的单齿承载力比80°齿顶角的大。

刚柔耦合机械手的抓握姿态和力综合优化方法

针对刚柔耦合机械手在抓握物体时既要有合适的抓握姿态,又要有与抓握力匹配的手指刚度的问题,研究抓握姿态和力综合优化方法.建立机械手的几何模型以获得手指刚度与驱动压强的关系,基于所建模型构造手指姿态曲线与被抓握物体轮廓曲线的贴合度函数、与期望抓握力有关的手指期望刚度函数,并结合姿态贴合度函数和手指刚度函数构造综合优化目标函数.利用所建目标函数计算不同期望抓握力下的最优抓握姿态,通过实验对比不同最优姿态下施加额外抓握力对抓握稳定性的影响.实验结果表明,所提综合优化方法能够良好兼顾抓握姿态和抓握力的控制要求,实现刚柔耦合机械手的稳定可靠抓握.

多自由度机器人抓取末端振动自动稳健性控制技术

针对多自由度机器人抓取末端控制精度低、稳定性差、控制延迟长的问题,提出抓取末端振动自动稳健性控制技术。建立符合惯性力项、重力项、离心力项与哥式力项的动力学模型,分析多自由度机器人的动力学变量;选择自适应增益比例、位置加权因子、速度加权因子作为优化目标参数,补偿位置阻抗环境刚度与位置估算的参数误差;设计稳健的多自由度机器人抓取末端自动控制方法。实验结果表明:所提方法的抓取末端振动抑制效果较佳,完成控制指令时间短,控制精度好。

果实快速夹持复合碰撞模型研究

针对具备持续动力输入和果实约束变形两大特殊性的果实夹持碰撞问题,以果实黏弹性Burger's模型为基础,提出并建立了夹持器恒速模式与负载能力限定下的果实夹持碰撞三阶段复合模型。试验证实初始夹持速度19.2 mm/s下,该模型的峰值碰撞力预测误差仅为1.12%。基于该三阶段复合模型对果实夹持碰撞规律的分析发现,以恒速模式实施果实夹持时,初始夹持速度6 mm/s完成绿熟期、变色期、红熟初期与红熟中期番茄果实夹持所需时间分别仅为0.62 s、1.06 s、1.19 s和1.24 s,而超过10 mm/s后继续加大初始夹持速度对提高作业效率的作用有限。峰值碰撞力和果实变形分别与夹持速度呈线性和近似线性关系,随着初始夹持速度的提高果实破裂损伤的概率大大增加,当初始夹持速度低于20 mm/s时番茄果实损伤概率反而呈现绿熟期最高而红熟初期最低的现象。该模型为揭示夹持碰撞的特殊规律和实现果实快速柔顺夹持作业提供了借鉴和依据。

曲线和曲面造型实验分析与研究

论述了应用Unigraphics(UG)的二次开发工具UG/OpenGRIP实现曲线与曲面的造型设计。详细描述了相关数据点的提取及处理方法 ,描述了实体的边缘提取、测量点的细分及测量轨迹仿真。结合实例介绍了该方法在复杂曲面造型中的应用。

不同握力方式对前臂预行动静脉内瘘血管条件的影响

[目的]通过研究不同握力方式对前臂预行动静脉内瘘血管条件的影响。[方法]选择我院肾内科终末期肾病预行动静脉内瘘成形术但血管条件较差的病人88例,随机将病人分为4组:A组为使用手握握力器强档组(用力15.1kg^20.0kg),B组为中档组(用力10.1kg^15.0kg),C组为弱档组(用力5.0kg^10.0kg),D组为徒手握拳组;分别在锻炼前和锻炼后第2周、第4周进行血管彩色多普勒超声检查,观察桡动脉血流速度和头静脉血管直径变化。[结果]4组病人在锻炼前及锻炼2周后桡动脉血流速度比较差异无统计学意义(P>0.05),在锻炼4周后桡动脉血流速度差异有统计学意义(P<0.05);4组病人在锻炼前头静脉血管直径比较差异无统计学意义(P>0.05),在锻炼2周后和4周后头静脉血管直径差异均有统计学意义(P<0.05)。[结论]对于预行动静脉内瘘术但血管条件较差未能达到手术要求的病人,早期进行握力器功能锻炼,可一定程度改善头静脉血管直径和桡动脉血流速度。

巨型重载夹持机构反作用力响应盲区和承载能力的研究

在巨型重载操作设备设计计算中,摩擦力不能忽略。在区分重载夹持机构预紧夹持和工作夹持两个工作状态的基础上,分析了夹持工作过程中各作用力的主从动态变换关系,提出了反作用力响应盲区的概念。用矢量方程解析法建立了考虑摩擦时夹持机构的力学模型,计算出响应盲区和盲区特性系数。计算结果表明,在响应盲区的作用下机构可至少提高29%的承载能力。通过计算钳口工作夹紧力,研究响应盲区对机构承载能力产生的影响,对两种典型锻造操作机夹持机构在响应盲区影响下的承载能力进行了比较,并在ADAMS软件里进行了仿真。结果表明,压杆式钳头的承载能力要比长杠杆式钳头的承载能力大。