智能吸尘自动黑板清洁机

针对目前擦拭黑板普遍无法达到除尘环保的效果,为改善课堂环境,课题组研发了一款智能吸尘自动黑板清洁机。该清洁机应用PID调节器操控Grbl控制板,以实现平稳运动;对于擦拭过程中产生的粉尘,采用静电除尘的方式使粉尘吸附于集尘板上,克服了粉尘飞扬的弊端。该装置制作成本低廉、安装程序简单,在现有黑板的基础上进行简单升级改造即可,具有良好的应用前景。     

油封唇口温度变化对密封性能的影响

基于流量因子统计学方法建立油封唇口的混合流体润滑模型,耦合油封的能量守恒方程及黏温方程,通过迭代求解获得油封唇口的温度分布、不同转速下油封唇口的最高温度及温差变化情况;对比分析考虑和不考虑温差情况下油封各项密封性能。结果表明:随着转速的增大,唇口最高温度线性递增,而唇口温差先增大后减小;油封工作时,唇口区域的温度先迅速升高后下降,越靠近唇尖的位置温度越高;与不考虑温度的情况比较,考虑温度变化的影响时密封区域的油膜厚度减小,油膜承载力下降,不利于密封。     

复合材料层板冲击破碎实验 与数值评估方法

纤维增强复合材料层板是电路板基板的重要组成部分, 预测其破碎过程是废旧电路板破碎机设计的重要依据.首先, 基于实验测得复合材料层板的冲击能量, 对比面内和面外两种冲击破碎方式.然后, 基于Hashin损伤理论建立复合材料层板冲击破碎预测模型, 预测的冲击消耗能量与冲击速度与实验结果吻合度高, 表明Hashin损伤理论可以应用于玻璃纤维复合材料层板冲击破碎问题.通过复合材料层板的面内和面外冲击损伤过程对比分析, 发现面内冲击破碎可以避免层间开裂造成的额外能耗, 所以沿平面方向的冲击破碎效果要好于沿厚度方向的破碎效果.当前冲击损伤预测模型可进一步应用于预测电路板基板的破碎过程, 也可用于指导电路板破碎机传动系统设计.      

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。     

基于ABAQUS的冲压机器人执行机构碰撞仿真分析及结构优化

自动化冲压生产中,冲压机器人通过执行机构完成工件的夹取和输送,执行机构定位由电气控制和挡块的相互配合完成。挡块进行辅助定位时,执行机构会与挡块发生碰撞,这对冲压生产产生了不利的影响,故对执行机构进行碰撞仿真分析及结构优化设计。利用UG NX8. 5软件建立执行机构的三维实体模型,并导入Abaqus软件进行有限元仿真分析,获得工件的夹持力、加速度和倾斜角度等参数。由仿真结果分析可知,工件受到的夹持力为零及峰值较大的情况较多,工件的加速度在短时间内剧烈变化,碰撞后倾斜角度偏大。针对以上问题对执行机构进行优化设计,有效地减小了碰撞对执行机构产生的影响,提高了冲压生产的效率。     

压裂用封隔器高压胶筒的密封理论研究

针对当前封隔器胶筒密封设计基于模拟仿真和试验研究,没有一套切实可行的理论方法指导的现状,提出了高压压裂用封隔器胶筒的密封理论框架和体系。在深入探索胶筒的密封机理和失效机理的基础上,建立了封隔器胶筒密封处的接触应力分布理论模型,并确立了封隔器胶筒的接触应力准则、强度准则和变形准则,并通过实例的模拟试验验证了该理论的有效性。该理论可为高压封隔器胶筒的设计提供理论依据和方法指导,使胶筒密封的设计成为一个可操作的过程,对提高封隔器胶筒的工作性能和可靠性具有重要的意义。     

实时无隙钢球精密传动空间速度矢模型

针对实时无隙钢球精密传动机构中钢球的空间运动问题,根据微分几何理论,推导出了修正D-H变换矩阵,得到了传动机构钢球上任意一点相对于中心盘和组合行星盘的位置。利用转换机构法和空间几何建模理论,建立了钢球相对于中心盘和组合行星盘的空间相对速度矢模型。分析了传动机构摆线盘槽形角和钢球数对速度矢模型的影响。仿真结果与数值模拟结果的对比分析验证了空间速度矢模型的可靠性。     

快速成型中STL模型直接切片新算法研究

提出基于快速成型中STL模型直接切片新算法。读取二进制STL模型信息,创建三角面片矩阵;采用二分查找算法实现三角面片与切平面相交分组;再对每一组中三角面片与相交切平面求其交点获得相交线段,去除相交线段间的冗余节点;最后用深度优先搜索算法对切平面中相交线段优化创建轮廓线路径。此算法避免了切平面与三角面片位置关系的判断和建立三角面片之间拓扑信息关系,在切片耗时上具有明显的优势。