水平偏心摆波能装置运动获能特性研究

以水平偏心摆波能装置为对象,通过物理模型试验和数值模拟,对装置在单自由度和多自由度下的运动和获能规律进行研究。不同波周期下,摆体出现小幅振荡、旋转和振荡旋转三种运动状态。研究表明,装置在单自由度下出现对获能不利的“锁停”现象,而多自由度的获能相对较好,平均功率随波浪周期出现两次峰值。第一次峰值对应波周期与能量输出(PTO)阻尼和摆臂长度正相关,峰值与PTO阻尼正相关;第二次峰值及对应波周期与外浮体轴比正相关。

带辅助轮摆臂的履带式机器人越障能力分析

履带式移动机器人因具有良好的环境适应性被广泛应用于军事和安全领域。为了改善现有摆臂履带式机器人结构复杂、重量和体积较大等不足,进一步提高其越障能力,提出一种带辅助轮摆臂的履带式移动机器人,设计该机器人的几何模型,分析其越障机理,推导摆臂的正逆运动学方程,分别建立有/无滑移条件下机器人的运动学模型。采用柔性体有限段模型法建立履带的多体动力学仿真模型。通过履带滑转率、机器人主体质心高度,履带与地面接触力及摆轮受力的变化,综合分析该机器人越障时的动力性能。在越阶、爬坡和越沟壑不同工况下,提出的带辅助轮摆臂的履带式机器人表现出良好的越障性能。

新型爬梯轮椅结构设计及越障性能分析

针对目前轮履复合式爬梯轮椅存在轮胎易干涉履带、爬梯时轮椅与顶端平台发生碰撞等问题,设计了一种新型的爬梯轮椅。通过建立其数学模型,得出轮椅质心的坐标、计算出轮椅攀爬垂直障碍物的最高高度为170.4mm、跨越沟壑的最宽宽度达516.33mm;最后在RecurDyn的TrackLM环境下对轮椅在三种典型工况下进行仿真,仿真结果表明在考虑轮椅速度和履带与地面之间的作用力的情况下,轮椅晃动攀爬障碍物的最高高度220mm和晃动跨越沟壑最宽宽度580mm都大于计算值。通过该轮椅的相关研究,对这类爬梯轮椅的设计提供了相关理论依据。

ZB45硬盒包装机组烟支自动平整装置研制

为解决ZB45包装机烟支库上方位置因烟支输送过程中整体倾斜导致的烟支下落不畅,烟支断残、褶皱和变形等问题,文中结合设备的结构特点,加装创制的烟支自动平整装置,对烟支库上方输送的烟支进行平整,使烟支平齐,在输送过程中顺利下落。经过平整装置后的烟支,在继续向下输送过程中,可顺利下落到3组7-6-7排列的通道内,避免了因倾斜造成的烟支变形、下烟阻塞及卡烟等现象发生。烟支自动平整装置的应用,使烟支褶皱、变形和端部落丝等造成的烟支次品数量,由安装前的平均18.9支∕班减少至平均3.1支∕班,减少了15.8支∕班,减少率为83.6%;烟支库卡烟、阻塞等造成的设备停机次数由之前的31.0次∕班减少至6.1次∕班,减少了24.9次∕班,减少率为80.3%;机车效率由改造前的95.3%提升至96.0%,提升了0.7%,具有较高的行业推广价值。

基于多尺度细节增强的短跑训练摆臂动作识别

针对当前识别摆臂动作方法中直接提取图像特征,导致摆臂动作识别结果与实际摆臂动作运动轨迹拟合度较低的问题,提出基于多尺度细节增强的短跑训练摆臂动作识别方法。利用图像多尺度分解、图像纹理细节增强、图像信息融合3个步骤凸显摆臂动作特征,通过训练摆臂动作多尺度细节图像特征,识别短跑训练摆臂动作。实验结果表明,该方法识别的运动轨迹与设置的实际摆臂动作运动轨迹拟合度偏差较小,摆臂动作识别效果较好。

摆臂类零件工艺分析与优化

针对摆臂类零件的凸包和翻孔在成形时易开裂的问题,提出了摆臂类零件改进设计的方法。首先对复杂结构的摆臂类零件常见的冲压工艺缺陷进行分析,通过CAE分析结合实物样件对零件设计进行验证;其次对于凸包区域的开裂问题,根据零件装配要求,在尽可能减少修模量的前提下,通过调整圆角半径和拔模角度改善凸包区域的成形缺陷;对于对向翻孔开裂的问题,将弹性元件的压力作为优化目标,确定最佳的圆角半径、翻边高度和拔模角度参数组合,此外,通过增加局部导向结构解决弹性元件压入摆臂时产生的刮痕缺陷;最后以试制方式加工出相应状态的样件,对不同的优化方案进行验证。结果表明:对于摆臂类零件的优化,若CAE分析凸包位置存在开裂风险且减薄率不大于28%时,圆角半径增大不超过2 mm、拔模角度增加不超过5°;增大对向翻孔的压料区域和压料力,并在结构上增加相应的倒角可提升零件的压装性能。

汽车发动机张紧器摆臂断裂失效分析

汽车发动机张紧器摆臂进行台架耐久试验时发生断裂失效。通过宏观观察、断口形貌、化学成分、金相组织及硬度等测试方法分析了张紧器摆臂的断裂失效原因。结果表明:张紧器摆臂断裂起始源区存在疏松缺陷,减小了有效承载面积,在外界交变载荷的作用下,疏松缺陷区域产生应力集中,最终导致张紧器摆臂发生断裂失效。

汽车前悬架下摆臂的逆向设计与有限元分析

逆向工程与计算机辅助设计及有限元分析相结合,可显著提高新产品的开发效率,实现产品快速制造和降低开发成本。本文以某车型前悬架下摆臂为研究对象,通过三维扫描仪采集下摆臂的点云数据,对点云数据进行处理与简化。使用CATIA软件对前悬架下摆臂进行逆向设计,建立前悬架下摆臂的三维模型。使用Geomagic Qualif软件对建立好的模型进行误差分析,平均偏差在0.6mm范围内。对表面粗糙、不连贯及曲面不连续现象进行曲面光顺处理和局部结构优化,优化后的下摆臂模型表面平整、曲面光滑流畅,符合零件设计要求。利用惯性释放原理,使用ANSYS软件分别对逆向设计的下摆臂模型的三种典型工况进行静力分析,得到下摆臂的应力云图。结果表明各种工况下的下摆臂应力均满足强度要求。

城轨列车塞拉门下摆臂状态仿真分析

塞拉门是目前城轨列车车门系统中的主流类型,大部分塞拉门具有下摆臂结构,该结构对门扇的顺畅运动和良好的密封性能起着至关重要的作用。然而,当前运营单位针对下摆臂结构的检修多集中于尺寸测量和功能检查方面,而对下摆臂状态的关注较少,行业内已出现多起因缺乏针对下摆臂状态的检修而导致下摆臂滚轮掉落至轨行区的案例,因此对下摆臂状态进行仿真分析意义重大。文章根据塞拉门系统正线受力和密封方式,对2种不同结构的下摆臂进行对比分析,并基于几何特征建立固体力学和应力寿命的有限元模型。仿真结果表明,带有防脱销结构的下摆臂组件在相同受力情况下,使用寿命约是无防脱销结构的2.78倍。由此提出以下改进措施,对于客流量较少的列车可以仅在大修时更换下摆臂组件,而对于状态欠佳的下摆臂,可以在半个架修周期内单独更换滚轮组件,以确保列车运行的安全性和可靠性。

一种应用于自助设备的储卡模块系统设计

针对银行网点自助设备的吞卡现象,设计了一种应用于自助设备的储卡模块。该储卡模块被放置于卡机后部,其内部有多个卡仓,用于暂存被吞入的银行卡,用户仅需验证必要的身份信息,即可取回被吞入的卡片。自助设备通过增加该模块,能大幅提高其无人化故障处理能力,符合智能化、便捷化、高效率的新型智慧银行发展模式。

固定焊枪异步修磨在车身车间的应用

汽车自动焊装生产线中,焊枪每焊接一定量的点数后要进行修磨,会影响生产线的实际输出,其中固定焊枪采用摆臂修磨器影响更大。文章介绍了固定焊枪摆臂修磨的现状,并对修磨过程进行了时序分析。针对搬运机器人和固定焊枪的应用,分析了机器人在进行搬运工作时,焊枪作为独立轴单独运动从而实现修磨的可行性,即在焊接完成后,前台程序判断是否需要修磨,如果需要修磨则开启异步模式并触发后台修磨程序启动,后台程序控制焊枪独立轴和摆臂修磨器按照时序完成修磨过程,在焊接开始前,前台程序关闭异步模式恢复焊枪的联动。通过在某生产线实施异步修磨功能,并对比实施前后的单班次平均小时产量,发现实施后生产线的输出量得到明显的提升。

锚杆钻机钻臂摆角自适应控制研究

为了实现锚杆钻机钻臂摆角的自适应控制,基于动力学理论,分别设计了滑膜控制器和补偿控制器。负载运行实践中,钻臂转角位置和系统跟踪差值均趋于稳定状态,实现自适应控制的同时,系统稳定运行,为高质量支护提供了便利。

双级摇臂短壁采煤机采高检测研究

针对短壁采煤机采高检测的迫切需求,开展了双极摇臂短壁采煤机的采高检测研究。根据摇臂联动规则建立双级摇臂的采高检测模型,合理选择传感器类型和规划安装位置,确立了以测量单级摇臂摆动角度为目标,每级摇臂独立测算后再累加的检测方案。根据每级摇臂不同结构设计了相应的采高测量装置,实现了双级摇臂采高数据实时精准检测。

基于重载机械臂的结构优化设计

基于重载机械臂的结构优化设计,通过多次优化,成功降低了机械臂应力集中的现象,提高了其强度和可靠性。通过改变圆角尺寸、台阶位置和结构等特征,成功地将机械臂的等效应力降低了34.4%。这一优化设计为重载机械臂的安全运行提供了重要支持。

四履带双摆臂机器人越障机理及越障能力

为发挥四履带双摆臂机器人的最佳越障性能,本文从运动学的角度,在固定双履带机器人越障机理的基础上,分析了四履带双摆臂机器人克服台阶、斜坡、沟道等典型障碍的运动机理及其最大越障能力,重点研究了四履带双摆臂机器人正向和反向两种攀越台阶方式的运动机理及其最大越障能力.以CUMT-II型煤矿探测机器人样机为例,绘制了机器人仰角、摆臂摆角与跨越台阶高度的3维关系图,以及斜坡坡度与摆臂摆角关系曲线,并求出了相应的最大越障能力的理论值,与实验室实测数据进行了对比分析.本文推导出机器人的最佳越障性能及对应的质心和摆臂的位置,可为机器人越障时质心位置的控制提供理论依据.

微型摆式发动机的总体设计

本文提出了一种专门为便携式发电系统提供源动力的微型摆式发动机 △ ,这种发动机以摆动形式输出动力。文中详细论述了它的结构设计方案、工作过程、结构特点 ,并给出了设计机型的性能参数。结果表明所设计的微型摆式发动机可行。

摆臂式非球面轮廓仪的原理与试验

介绍了一种新颖的非球面轮廓仪的测量原理和测量试验,它通过测量非球面与某一参考球面之间的偏离量来唯一确定非球面的面形误差,通过调整测量臂长以及回转轴线与光轴之间的夹角实现对不同非球面的测量。系统主要由高精度两维转台,高刚度测量臂,四自由度微调系统和高精度扫描测量传感器组成,并分别在VC++6.0与MATLAB平台上开发了测控软件以及数据处理软件。该测量方法的优点是测量所需传感器量程小,测量运动为一个简单的回转运动;缺点是测量调整自由度多,校准困难。建立了测量系统的数学模型,通过测量数据与名义面形之间的非线性优化,在获得面形误差的同时获得了非球面面形参数误差。通过测量多条截线实现了对非球面面形的全口径检测。最后对直径200 mm,顶点曲率半径1 400 mm的凹形抛物面镜进行了测量,结果表明,系统重复精度优于0.8μm,精度优于1μm。

光学非球面形摆臂式轮廓法测量顶点曲率半径优化算法研究

摆臂式轮廓测量法通过测量非球面与某一球面之间的偏离量实现对非球面形的测量,但无法测量非球面的顶点曲率半径。在开发了测量试验系统的基础上,通过对测量原理的深入研究,利用被测非球面名义面形与测量数据建立了测量参考球面半径非线性最小二乘优化模型,利用该模型,可以在测量非球面形误差的同时获得被测非球面的顶点曲率半径值。同时分析了该模型的理论收敛误差,并在MATLAB下对算法进行了仿真。最后对直径200mm,顶点曲率半径1400mm的凹形抛物面镜进行了测量实验。仿真和测量试验表明了算法的有效性。

土工二维振动离心机转臂的设计研究

土工二维振动离心机是岩土地震工程试验研究最有效的试验设备,转臂是支承和驱动吊篮、振动台、试验模型和配重等高速旋转并达到离心试验加速度要求的关键部件.常规土工离心机转臂结构已不满足二维振动试验工况要求.为了使离心机能在常规土工试验、一维振动试验和二维振动试验各工况下稳定运行,将其转臂设计成具有工字梁的焊接框架结构.在对该结构布局和工作原理介绍的基础上,针对某二维振动离心机技术指标,对转臂结构进行了优化设计,并对优化结构进行了力学分析.其结果表明,焊接的框架结构满足二维振动试验工况要求,是一种比较合理的土工二维振动离心机转臂结构.

双前桥转向机构优化设计方法研究

双前桥转向机构包含两个独立的转向梯形机构和双前桥间的转向联动机构—双摇臂系统。文中分析了双前桥转向机构应实现的功能、运动规律和与其它系统可能造成的运动干涉,提出了同时保证双前桥汽车车轮转向时做纯滚动和杆系干涉造成的车轮异常磨损最小的多目标优化设计方法。