与牙轮钻寿命相关的若干技术及其实现问题的研究

矿用三牙轮钻头(Tri-cone Rock Bits)是一种高效的凿岩工具，这一点早已为国内外钻头使用者所公认。美国三种凿岩方案的对比性试验表明：不论在哪一种岩石中钻进，牙轮钻头的矿崩量都在潜孔钻的10倍以上，而成本却不及潜孔钻的24％；在极硬岩石的钻进中，牙轮钻头的钻速足可与火钻相匹敌。     

按行程速比系数设计曲柄摇杆机构的一种新的解析算法

介绍了推导了按已知的行程速比系数k，摇杆的长度c和摆角ψ及其余三个构件中任意一个构件的长度，并由此确定其余各构件长度的解析公式。     

面向复杂环境的无人机发射平台自调平系统研究

为了满足无人机发射平台在复杂环境下的快速、高精度自动调平要求，探索平台的调平控制方法和策略。根据无人机发射平台的调平液压原理在AMESim软件中对此调平系统进行建模和仿真，模拟液压调平系统在平台的调平操作。分析仿真的系统支腿位移、支腿液压缸流量、换向阀流量等曲线，清晰地观察该系统动态回路特性。仿真结果表明：所建立的系统仿真模型可适应复杂工况下调平，验证了调平系统的合理性，可为同类液压调平系统的设计与分析提供参考。     

行波超声电机的运转特性及其电学建模研究

首先建立了压电层合梁的压电振动方程,并引入六端等效电路对振动进行描述。再根据电机定子与压电梁的结构对应关系,推导出定子的导纳频响方程,并给出理想定子的等效电路;针对定子在其工作频区的导纳特性,构建出定子的二端等效电路;在对耗损、预压力、负载、温度等因素建模基础上,构建出电机完整的等效电学模型。最后,通过电机扫频试验验证了所建立模型的有效性。     

基于激光视觉检测的焊缝自动跟踪系统研究

旨在提高焊缝跟踪精度和焊接质量,提出一种基于激光检测自动焊缝跟踪系统。该系统由激光视觉部件、控制器、步进电机和十字滑架组成。当系统工作时,由激光视觉部件检测焊缝的当前位置与目标位置之间的偏差,控制器基于该偏差确定纠偏量,步进电机驱动十字滑架以纠正焊枪横向与纵向位置偏差。搭建出系统物理样机,进行了焊缝跟踪试验。试验结果表明,基于激光视觉检测的焊缝跟踪误差可控制在0. 5 mm 之内,其在精密焊接领域具有较大应用前景。     

口齿式定子驱动的平面超声电机特性分析

推出口齿形定子驱动的压电平面电机,选定子的面外弯振、面内横齿弯振、面内纵齿弯振作为工作模态,利用面外弯振分别与面内纵齿弯振、面内横齿弯振的振动耦合,分别在纵、横齿驱动足上生成沿xOz、yOz面行进的椭圆轨迹,以推动动子沿x、y向移动,阐明了电机的运动原理。基于频率一致性目标优化了定子尺寸,并厘定电机最适驱动频率为30 800 Hz。建立了定子机电耦合分析模型,计算出定子的瑞利阻尼,模拟出驱动足的椭圆轨迹,仿真得到在250 V电压激励时驱动足的x、y、z向振幅分别为2.1μm、2.6μm和2.0μm。探析了驱动电压、频率、相位差对电机振幅的影响。     

基于固有频率的呼吸式裂纹梁损伤识别方法

将呼吸裂纹梁简化为由扭转弹簧连接的两段弹性梁,在假定振动响应随振幅变化的基础上推导出呼吸裂纹梁的固有频率方程;考虑振动过程中呼吸裂纹的开合情况,假定裂纹梁的刚度是振幅的非线性函数,建立了呼吸裂纹梁的多项式刚度模型;结合等高线裂纹识别理论和方法,提出了一种基于固有频率的呼吸裂纹梁损伤识别方法,算例验证了方法的可行性与有效性。研究表明,该方法的识别精度取决于实验固有频率的精度。     

一种基于压电驱动的小型移动机器人的研究

提出了一种基于弹性体1阶纵振、3阶弯振驱动的“人”字型移动机器人,实现了基于同一压电陶瓷片的压电常数(d33,d31)效应同时激发纵振、弯振的设想;建立了纵、弯振频率一致性的几何条件;仿真了机器人的振动模态,并计算出了纵、弯振动一致性固有频率为26.378 kHz;研制出了机器人的自振荡频率跟踪驱动电路;制作出了机器人原型机,并在其上完成了模态、运行实验;实验结果表明该机器人可在较光滑表面上爬行。     

超声电机驱动的机器人的模糊神经网络控制

超声电机的小质量、大转矩、响应快等特点,是其成为小型直接驱动机器人执行器的基础。通过对超声电机的伺服特性研究及关节型机器人动力学分析,提出了超声电机驱动的机器人的模糊神经网络控制的复合控制方法,该方法中,模糊子控制器实现了关节定位的初步控制,神经网络子控制器起到降解稳态误差、提高控制精度作用。文中较详细地研究了复合控制器的结构及两个子控制器的设计问题。为了检验控制效果,对控制系统进行了仿真,结果表明,采用这种复合控制器可获得较高的位置精度。     

含裂纹板的振动疲劳裂纹扩展耦合分析

为提高含裂纹板的振动疲劳分析精度,提出一种振动疲劳裂纹扩展耦合分析方法。首先,利用附加载荷等效代替裂纹作用,由力学平衡原理推导含裂纹板的振动方程,基于Rice与Levy应力关系式形成方程的裂纹项;然后,运用Paris方程模拟裂纹扩展,通过振动分析与裂纹扩展计算同步进行的方式考虑振动与裂纹扩展的耦合作用,讨论振动对含裂纹板裂纹扩展的影响。分析表明,结构固有频率与裂纹大小和板厚密切相关;阻尼大小和激振力变化对裂纹扩展速率的影响显著。