电动汽车轮毂电机—多连杆悬架系统设计与优化

基于传统车辆的多连杆悬架结构以及轮毂电机的结构设计了一种适用于直驱式电动汽车的轮毂电机-多连杆悬架系统。建立了数学模型、运动学仿真模型,验证了模型的准确性。基于构建的多连杆悬架模型,结合NSGA-Ⅱ算法,提出了轮毂电机-多连杆悬架系统的多目标优化方法,以悬架硬点为设计变量,对悬架的定位参数进行多目标优化并获得了Pareto最优解集。研究结果表明:优化后的悬架定位参数得到了改善,减少了轮胎磨损、车轮横向偏移的现象,提高了车辆的操纵稳定性,显著提高了悬架运动特性。     

采煤机调高液压系统故障树分析

为了减少采煤机液压系统故障次数和故障维修时间,以某型采煤机调高液压系统为研究对象,采用故障树分析方法对采煤机调高液压系统故障进行分析,分析故障主要因素,并对故障因素的发生概率进行定性分析。该研究为采煤机液压系统故障识别、故障处理及故障率降低等方面提供理论依据及参考。     

基于电动车的超级电容驱动装置实验分析

根据车载动力电池和超级电容各自的特点,为普通电动车加装了超级电容驱动装置,实现动力电池与超级电容混合驱动的模式。根据车辆实际运行时的功率变化特性,建立模拟实验方法,对纯电池驱动和混合驱动两种状态进行了实车运行的对比测试。结果表明超级电容可以提高车载电源系统的功率密度和放电效率,延长续驶里程,降低电池发热程度,延长其实际使用寿命等。利用超级电容驱动装置可轻松获得优于纯电池驱动的功率密度。未来车载动力电池可专注于发展提高能量密度和循环使用寿命。     

四足机器人运动分析及控制算法研究

为实现一种液压驱动的四足机器人稳定行走,针对JQRI00四足机器人进行了步态规划,并推导出其运动控制算法。根据前期对四足机器人的结构设计,建立其运动学模型,得到各关节运动的逆运动学分析。根据JQRI00的驱动特点,对其运动控制算法进行研究。并利用ADAMS对机器人进行仿真。仿真及控制系统实验的结果准确合理,表明所研究的步态规划正确可行,控制算法实时有效,为机器人后期的复杂动作控制提供参考。     

四足机器人腿部机构运动学分析与实现

通过研究犬类骨骼结构,确定了机器人关节数和腿部机构简图,提出一种四足机器人腿部机构运动学分析和实现的方法.对机器人进行运动学建模,借助模型进行了机器人正逆解计算以及求出腿部机构关节转角与电机转圈数之间的关系.借助ADAMS动力学仿真软件,验证单腿机构的运动起立过程和关键参数变化规律,逆向运动学仿真得到了关节扭矩等关键数据,设计了以滚珠丝杆为传动机构的腿部结构.实践表明,该机构的设计方法有利于仿生机器人的研究与发展.     

双泵合流液压系统转向动力学特性与能耗分析

针对装载机转向系统效率较低的问题,以装载机转向机构和双泵合流液压系统为研究对象,采用ADAMS和AMESIM建立了转向液压系统机-液耦合仿真模型,得到了不同因素对轮胎应力的影响,分析了装载机处于不同工况下双泵合流转向液压系统中压力、能耗和效率等特性参数的变化特性.仿真结果表明,转向角越大,轮胎所受的载荷越大;转向半径越小,轮胎的侧向力越大.在慢转向时利用双泵转向液压系统比快速转向效率高,研究结果为装载机合流转向系统的节能效果提供了数据参考.     

4-RRR冗余并联机构混合驱动与能耗优化

为实现3D打印机对曲面的精细化打印,对3D打印机的喷头结构的快速响应和精确控制提出了更高的要求,为此设计了一种可以实现姿态控制的平面4-RRR冗余并联机构。根据机构的特点,在运动学基础上,利用虚功原理建立该机构的动力学模型,然后以混合驱动方式并借助最小二范数法实现机构等效广义力到轴向驱动力的优化。在此基础上,对驱动力二范数和最小驱动总功率进行优化,分别得到角速度、驱动力与驱动功率变化曲线。结果表明:该机构驱动力二范数解和最小驱动总功率解的差异略小,其驱动电机做功减少了1.17%。结合驱动力二范数、最小驱动总功率的优化结果,选取混合驱动的驱动方式,可以实现冗余并联机构驱动器瞬时驱动力与瞬时驱动功率的均衡,并降低机构运动过程中的功耗,实现3D打印机喷头机构的快速响应。     

可伸长橡胶履带接触建模及连接算法研究

为有效预测可伸长橡胶履带系统性能,研究了履带-轮-地面之间的相互接触问题,开发了一种橡胶履带连接算法,提出了履带张力的计算方法,建立了履带与负重轮、驱动轮、导向轮以及地面间的相互接触模型,分析了车辆沉陷、履带下的接地压力分布、剪切位移和剪切应力,并在干沙和粘土两种土壤以及半圆形和波形两种构形路面条件下进行了算例仿真分析。仿真结果表明采用新的履带连接算法建立的接触模型可以合理预测橡胶履带长度变化。研究结果为进一步预测和改善橡胶履带系统动力学性能提供了有益参考。     

液相等离子体法制备石墨烯及其摩擦学性能

为制备一种低成本的石墨烯作为润滑油添加剂,采用液相等离子体法制备了石墨烯粉末,研究放电电压与电流的对应关系及电解质浓度对起始放电电压的影响。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和拉曼光谱对石墨烯的微观形貌和组成进行表征,利用分光光度计研究不同石墨烯添加量在润滑油中的分散性和透光性,利用往复式摩擦试验机对不同石墨烯添加量的润滑油的摩擦学性能进行测试。结果表明:在相同电解质环境下,等离子体放电所需的功率基本恒定,当电解质Na2CO3浓度为0.3 g/L时,所需的起始电压(1.24 k V)和功率(0.258 kW)最低;制备的石墨烯粉末呈片层结构,在润滑油中的分散稳定性较好,静置48 h后透光率略有下降;当石墨烯添加量为0.4%和0.5%时,润滑油摩擦系数较低,约0.04,缸套和活塞环的磨损率下降至(2.5～2.8)×10-7mm3/(N·m),且随石墨烯添加量的增加继续稳定在较低水平;石墨烯作为润滑油添加剂可在摩擦表面形成稳定的吸附膜和化学反应膜,减少摩擦副的直接接触,使黏着磨损转变为轻微的磨粒磨损和腐蚀磨损,降低了摩擦系数和磨损率。