基于AKC的行星抛光装置构型综合方法

针对某行星抛光装置的构型综合问题,提出一种基于AKC(Assur kinematic chain,Assur运动链)的构型综合方法。根据平面机构组成原理,选择AKC为基本单元,按不同的构件拆除数量对它进行拆分,得到其本源构型;进而对本源构型进行结构拓扑,得到单自由度或多自由度的同源构型。分别利用双滑块结构、滑块平行四边形结构和双平行四边形结构约束同源构型多余的自由度,最终归纳综合出47种满足自由度要求的平面机构构型。根据避免机构干涉、构型简洁及偏心距可调等要求,确定了3种符合要求的构型;选择其中一种构型来设计行星抛光装置,并通过运动特性分析验证了该装置的可行性。结果表明基于AKC的构型综合方法能够实现行星抛光装置的构型设计,同时该方法可为平面机构的构型综合提供更多思路。     

基于拓扑优化的平面2-DOF柔顺并联机构构型设计

目的运用拓扑优化技术设计一种平面2-DOF(Degrees-of-Freedom)柔顺并联机构,使其具有微米级别的微运动特性。方法依据平面2-DOF并联原型机构的受力情况进行运动特性分析,基于同构封闭矢量映射原理构建平面2-DOF柔顺并联机构的微分运动Jacobian矩阵,表达多自由度的柔顺并联机构从输入到输出间各关节的运动关系。定义柔度为优化目标函数,微分运动Jacobian矩阵为运动条件,材料体积分数为约束条件,构建平面2-DOF柔顺并联机构材料属性的有理近似模型,并运用移动渐进线法优化求解。结果优化后的平面2-DOF柔顺并联机构构型在x方向的位移为-0.0089mm,在y方向的位移为0.0053 mm,同时,其沿x方向和y方向的微位移理论值为-0.0031 mm和0.0067 mm。结论与并联原型机构的运动特性相比,平面2-DOF柔顺并联机构优化后的微运动特性具有一致性,均为微米级。     

含运动副间隙的平面函数机构运动点可靠性分析

运动副间隙是影响机构运动与动力性能的一类最重要的不确定性.为精确估计含运动副间隙的机构运动可靠度,建立机构运动间隙合理、有效的概率模型是关键．为此,以含运动副间隙的函数生成机构为例,在其运动误差函数中综合考虑机构的结构误差和随机误差,应用截尾混合降维法对运动副间隙变量进行处理并建立机构运动误差的概率等效模型,采用一次二阶矩法实现等效模型的求解．数值实例验证了截尾混合降维法在考虑结构误差和随机误差含运动副间隙的函数机构运动可靠性分析中的有效性．     

闭链刚柔五杆机构动力学建模与仿真研究

复杂机构动力学的快速建模与高效计算,是机构学领域关注的难题之一,对复杂机构高效运动预测和优化设计具有重要的理论与实用价值.应用多体系统离散时间传递矩阵法,定义了平面闭链刚柔五杆机构的状态矢量,推导了典型元件的传递方程和传递矩阵,实现了对平面闭链刚柔五杆机构动力学的快速建模与计算.分别应用本文方法和Lagrange方法实例计算了某闭链平面刚柔五杆机构动力学,计算结果对比验证了本文方法的有效性和高效性.本文方法无需建立系统总体动力学方程,涉及系统矩阵阶次与系统自由度无关,建模灵活,计算速度快,可推广应用于其他复杂机构动力学研究.     

平面复杂机构运动分析的一种搜索算法

针对平面复杂机构的运动分析，提出了一种基于复数矢量法的适于计算机辅助分析的搜索算法。此算法与平面三角形解法的4种标准予程序合用，可以解决一峰平面复杂机构的运动分析问题。     

多自由度位移机构的设计

介绍了一套用于辅助计量测试的多自由度位移机构设计实例,讨论了各自由度的特点及不同实施方案.     

基于运动控制器的平面混合输入机构运动实验系统设计

基于运动控制器对混合输入机构的运动学实验系统进行设计,给出了基于运动控制器的各元器件硬件电路设计,开发了伺服电机的控制程序;基于VB6.0开发了实验系统的控制界面,并对混合输入机构进行了实验,获得了机构的运动输出曲线。通过伺服电机的调节,实现了机构的一定的柔性输出。     

基于树状图同构识别方法的机构运动链进化设计原型系统

针对机构运动链进化设计中产生的同构体,以及传统同构识别方法中识别依据多为邻接矩阵与拓扑矩阵且不具备唯一性等问题,提出一种基于树状图的同构识别方法。制定编码规则,获得唯一树状图识别依据,并证明了识别方法的可行性;应用树状图同构识别方法优化机构运动链进化设计流程,依据优化设计流程分为输入、初始机构转化、综合、筛选、识别及进化结果选择与转化模块,建立结构化的机构运动链进化设计智能原型系统,为机构运动链进化设计提供一种工具化手段,并进行了实例验证。结果表明,机构运动链进化设计智能原型系统是可行、有效的。     

单自由度刨煤机动力学模型的建立与仿真研究

根据刨煤机运行的工况,考虑煤给予刨头的刨削阻力为随机变化的量,建立了刨煤机单自由度非线性随机动力学模型,同时考虑了刨链预紧力、多边形效应因素的影响.并以某参数为实例利用MATLAB/Simulink进行数值求解和仿真,得到了各因素影响下刨头速度和刨链张力的变化.研究结果表明随机刨削阻力和刨链预紧力对刨头速度和刨链张力变化影响较明显,链轮多边形效应则影响较小.本研究为分析刨煤机运行和刨链可靠性提供依据.     

单自由度四足机器人腿部行走机构分析

本文介绍了由切比雪夫四杆机构和平行四边形缩放机构组成,衍化得到的一种单自由度四足机器人的腿部行走机构。首先建立平面坐标系并利用解析法,根据腿部机构简图建立相应的数学模型,得出该机构的运动学方程。其次,在机构分析SAM环境下对该腿部机构进行运动仿真分析,得到足端轨迹图,并改变腿部机构中变量大小观察足端轨迹的变化。最终确定了方案的可行性以及机构设计的合理性。该机构提出了一种成本低,节约能源的,易于实现的单自由度四足机器人的腿部机构。     

Reduced-Graphene-Oxide-Guided Directional Growth of Planar Lithium Layers

Rechargeable lithium (Li) metal batteries hold great promise for revolutionizing current energy-storage technologies. However, the uncontrollable growth of lithium dendrites impedes the service of Li anodes in high energy and safety batteries. There are numerous studies on Li anodes, yet little attention has been paid to the intrinsic electrocrystallization characteristics of Li metal and their underlying mechanisms. Herein, a guided growth of planar Li layers, instead of random Li dendrites, is achieved on self-assembled reduced graphene oxide (rGO). In situ optical observation is performed to monitor the morphology evolution of such a planar Li layer. Moreover, the underlying mechanism during electrodeposition/stripping is revealed using ab initio molecular dynamics simulations. The combined experiment and simulation results show that when Li atoms are deposited on rGO, each layer of Li atoms grows along (110) crystallographic plane of the Li crystals because of the fine in-plane lattice matching between Li and the rGO substrate, resulting in planar Li deposition. With this specific topographic characteristic, a highly flexible lithium–sulfur (Li–S) full cell with rGO-guided planar Li layers as the anode exhibits stable cycling performance and high specific energy and power densities. This work enriches the fundamental understanding of Li electrocrystallization without dendrites and provides guidance for practical applications.     

A Method for Automatically Establishing a Mathematical Model of Kinematic Analysis to a Planar Mechanism with a Multiple Joint and Prismatic Pair

A method for automatically establishing a mathematical model of kinematic analysis to a planar mechanism with multiple joint and prismatic pair is presented.The breadth(or depth) first search spanning tree can be obtained based on an adjacency matrix of the mechanism.Then the kinematic chain(or mechanism)’s basic loops can be obtained.On the basis of these basic loops,a mathematical model of kinematic analysis can be established and solved automatically.In the sense of a calculative mechanism,structural analysis of the kinematic chain relates to the kinematic analysis of a mechanism.Thus,an effective way is supplied to the given mechanism’s kinematic analysis for automatic modeling and solving,and a method is supplied to the structural type to optimize kinematic synthesis.     

基于MEMS平面弹簧的微小载荷测试方法

本文提出一种微小载荷测量方法,搭建了基于MEMS平面弹簧的测量装置,主要由支撑臂、MEMS平面弹簧和激光位移探测器组成.通过激光位移探测器测量MEMS平面弹簧的微小变形,换算得到所施加的微小载荷.采用深反应离子刻蚀(DRIE)等微加工工艺制作了平面微弹簧,并对其进行理论计算和仿真模拟,给出了刚度范围,最后通过实际测量的方式进行了实验标定.结果显示:MEMS平面弹簧的标定刚度为7.88 mN/μm,其结果与理论及仿真结果较接近,测量精度可达0.08 mN.使用该装置和精密电子天平分别对10组微小质量试块进行测量,其平均误差率为5.75%.     

基于环氧树脂硅烷的平面光波导的制备与表征

采用无水溶胶-凝胶合成方法,以二苯基二羟基硅烷(Diphenylsilanediol,DPSD)和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(γ-glycidoxypropyl-trimethoxysilane,GPTS)为先驱体,制备出有机-无机杂化光波导材料,并在石英玻璃基片上旋涂制得平面光波导薄膜.用Abbe折射仪测试薄膜...     

一种基于标识与平面自然特征的三维注册方法

提出了一种基于标识与平面自然特征相结合的三维注册方法.首先利用已知尺寸的标识获取待注册平面的初始三维注册矩阵,在标识被遮挡情况下利用当前帧与前一帧图像间的单应性关系恢复出当前三维注册矩阵.实验结果表明该方法在很大程度上提高了单纯基于标识的三维注册系统的健壮性与可用性.     

Virtual Fields Method on Planar Tension Tests for Hyperelastic Materials Characterisation

Abstract: New methods are emerging in the material characterisation field with the aim of exploiting innovative full‐field strain measurement techniques. Besides experimental issues, also numerical procedures for inverse problems should adapt to a new philosophy: the large amount of data referred to local strains should be used in an appropriate way to obtain as much benefits as possible. In this context, an experimental and numerical procedure for the characterisation of hyperelastic materials is proposed. Planar tension tests have been performed on flat rubber specimens of different geometries. Strain maps obtained by means of a 2D Digital Image Correlation system are used to implement the virtual fields method, to estimate material dependent parameters of two of the most known hyperelastic constitutive laws: Ogden and 2nd order Mooney‐Rivlin models. Numerical results and comparisons with experimental data are shown, analysing also aspects concerning implementation of the numerical procedures and computational efficiency of the algorithms.     

一维SiAlON的合成及其生长机理

SiAlON具有优异的常温、高温力学性能和良好的化学稳定性,是一种重要的高温结构材料。一维SiAlON(纳米线、纳米棒、纳米带等)特有的单晶结构更是赋予了其优异的力学性能以及独特的光学和电学性能,使其在高温陶瓷、光学及电学等领域具有广阔的应用前景。综述了近年来一维SiAlON的研究现状,总结了一维SiAlON的合成及其生长机理,并展望了其应用前景及发展方向。     

基于Brown构形场方法的二维收缩流模拟

本文结合同位网格有限体积离散,应用Brown构形场方法对二维粘弹性流动问题进行了数值模拟.首先,通过对平面Couette流的数值模拟验证了Brown构形场方法求解简单流动问题的有效性.其次,应用Brown构形场方法对二维收缩流问题进行了数值模拟,分析了We数对流动特征的影响.数值结果表明,该方法具有高效、稳定性强和对流项处理简单的优点.另外,采用方差缩减技术能很好地抑制收缩口附近产生的非物理应力振荡.     

基于UG的平面尺寸链的计算机辅助飞机公差设计

随着CAD 技术的普及,飞机三维外型计算机辅助设计基本实现数字化,但目前飞机公差设计尚未实现计算机辅助设计。公差设计仍然需要大量手工计算,导致飞机公差设计与产品总体设计不协调,制约飞机数字化设计、制造技术的发展。探讨如何以现有CAD 三维造型系统为技术平台,开发计算机辅助飞机公差设计模块,实现平面尺寸链的飞机公差分析和分配的计算机辅助设计。给出在UG 平台上实现计算机辅助飞机公差设计模块的开发方案,并有利用该模块进行飞机装配件公差设计的运行实例。