仿蝼蛄运动特性的土壤挖掘机构设计

凭借前足"挖-扩"式掘进方式,蝼蛄可以实现高效、快速的地下掘进。为了更好的利用这一优良特性,使用高速运动采集系统对蝼蛄前足的挖掘运动进行采集,使用Didge与Matlab软件对其进行运动学分析,并构建运动轨迹曲线。根据蝼蛄前足运动特性及运动轨迹,设计了一种基于曲柄滑块机构的仿生挖掘机构。仿真模拟结果表明,该机构的运动轨迹、速度及加速度特性等与蝼蛄相似,可以实现"挖-扩式"运动,证明了机构的可行性。其结果为触土工作机构的仿生设计提供了一种新方案。     

点阵式车窗玻璃力学性能测试平台及其试验研究

针对车窗玻璃开发过程中其力学性能及运动特性的检测问题,基于点阵成型模具的启发,设计了一种操作方便、高效、检测精准度高、适应性强的点阵式高精度车窗玻璃力学性能测试平台。对其伺服控制和在线测量程序进行了开发,提出了一种专门用于测量车窗玻璃运动参数的测试系统;利用点阵式高精度车窗玻璃力学性能测试原理平台进行了一系列有关车窗玻璃运动特性的试验,并对试验数据进行了分析,获得了车窗玻璃力学仿真所需的摩擦特性参数和相关特性规律。研究结果表明:系统能够准确直观地检测出车窗玻璃的摩擦特性、重心偏移特性、抖动特性等多项性能,系统数据响应迅速、数据处理能力强、可靠性高,能为提高车窗玻璃运动系统设计提供理论支撑。     

运动智能指标的电子采集终端设计与实现

为了能够根据运动指标的具体类型,完成指标的分类处理,设计运动智能指标的电子采集终端。通过硬件框架设计、通信接口设计、操作平台设计,完成运动智能指标电子采集终端的硬件设计;通过主程序设计、主站命令处理程序设计、其他程序设计,完成运动智能指标电子采集终端的软件设计。模拟该终端的运行环境设计对比实验,结果表明,应用运动智能指标的电子采集终端后,指标间相互影响关系得到抑制,可在最短时间内完成运动指标分类,提升指标分类处理速度。     

三维被动摆动水翼对波浪滑翔机推进动力的性能研究

针对水翼在波浪滑翔机运动中对本体产生的推进动力的预报问题,利用CFD分析软件Star-CCM+中的平面运动机构(PMM)模块,对水翼翼板在波浪滑翔机主体随浪升沉过程中产生的升沉和绕自身旋转轴被动摆动的耦合运动过程进行三维模拟。通过对运动过程中水翼产生的推进动力进行分析,探究水翼的波浪参数(波高、周期)和结构参数(展弦比)等对水翼推进性能的影响。研究发现,在相同波高下,水翼摆动角速度与波浪周期成反比;水翼的前向平均推力系数与周期的平方成反比、与波高值近似成二次项比例关系;展弦比增加可以增大翼板的平均推力系数,但增加幅度不大。     

波浪荷载作用下海上新型潜式浮式风力机运动特性研究

以适用于中等水深(50~200 m)的新型潜式浮式风力机为研究对象,该风力机基础综合Spar式、半潜式及张力腿(TLP)3类浮式风力机基础的优点,运行时基础主体淹没在水下,具有较小的水线面(如同Spar平台),受波浪影响较小;平台通过张紧式系泊线与海床相连(如同TLP平台),具有良好的垂荡和摇摆运动特性;拖航状态下,浮式平台处于半潜状态,水线面面积大(如同半潜式平台),具有良好的浮稳性。通过分析不同波况下的潜式浮式风力机耦合动力响应得到潜式浮式基础的横荡、纵荡、垂荡及纵摇运动响应,以及发电功率、叶片根部弯矩、塔筒顶部和底部弯矩、锚链张力时程曲线。研究结果表明:波浪对于结构的纵摇运动的影响最为明显,对发电功率、叶片根部弯矩和塔筒顶部弯矩影响较小,对塔筒底部弯矩和系泊线张力影响较大。     

电磁炮系统的模拟设计

近年来，电磁炮成为了世界各国争相研究的新概念武器，其具有许多传统火炮无法比拟的优点和发展潜力，因此针对一种能够自动搜寻目标的低成本简易电磁炮进行研究，该系统以STM32F409为主控芯片，通过OPENMV摄像头获取位置信息，搭载二维电动云台使电磁炮可在一定范围内自由移动，并建立斜抛运动模型来模拟炮弹在空中的运行轨迹，从而计算出抛射仰角及偏角。测试结果表明，当偏角处于中心轴线60°以内时，落点相对误差小于5cm，可实现对靶心较精准的击中。     

小型球形水底观测机器人设计分析与实现

面向水底信息获取和环境观测需求,基于球状壳体抵抗水压能力强,转动水阻力小,便于姿态控制特点,提出球形水底观测机器人构型,由螺旋桨推进、姿态调节和复合滚动装置组成欠驱动六自由度水下移动平台,球壳作为密闭舱保护内部电子器件,结合重摆以滚动形式实现水底滚动。通过对机器人流体力学仿真计算出水动力系数并建立水下动力学方程,进一步对机器人的螺旋桨推进、飞轮转向和球壳滚动进行分析,得出球壳优化尺寸以及飞轮匹配惯量和球壳滚动特性。基于球形机器人水下移动平台和地面监控软件的水底观测系统架构,研制出球形水底观测机器人原理样机,结合机器人的构型和运动特点制定出降落、滚动和调姿三段式水底运动观测策略,水池试验表明设计的球形水底观测机器人水中推进速度可达到1.4m/s,水底移动速度可达到0.5m/s,姿态调节速度可达到30°/s,能够实现水底图像采集,辅助岸上科研人员执行水底观测任务。     

宽带数字接收机IQ不平衡估计与自适应补偿算法

针对宽带调制解调技术中广泛存在的IQ不平衡问题,在IQ不平衡模型及补偿原理的分析基础上提出了一种宽带数字接收机IQ不平衡估计与自适应补偿算法。首先利用解调数据对IQ不平衡参数进行实时估计,然后利用估计参数对接收信号进行自适应补偿。实验结果表明,所提算法可以有效解决宽带调制解调系统中普遍存在的IQ不平衡问题,提升系统误码性能。