大流量氢气的排放与扩散研究

提出了试验与软件仿真计算结合的方法分析试验台贮箱大流量氢气排放的安全性,以试验期间测量的压力、温度作为Fluent软件仿真计算的边界条件及初始条件,分析试验台氢贮箱排放氢气的流场及温度场,获取排放管出口的氢气流速及温度,评估氢气排放的安全性.对于排放阀出入口压力之比远小于0.528的情况,采用孔板的超临界限流法估算氢气排放流量、流速,其结果能与前一种方法相互印证.在仿真计算的基础上,运用高架连续点源扩散的高斯模式,初步分析了氢气排入大气的扩散特性,通过数值软件Matlab分析计算并绘制了氢气危险浓度的空间分布,以确定氢气排放管附近的安全区域.     

3-PU*U*型平动并联机构的运动学分析

研究3-PU^*U^*型平动并联机构的运动学分析问题。通过将该机构简化成运动等效的机构模型，得到其位置逆解公式及描述机构输入与输出速度关系的逆雅可比，并进一步对3-PU^*U^*并联机构作业空间的几何性质、机构的运动灵活性进行了分析，给出了尺度参数变化对机构作业空间及运动灵活性的影响规律。分析表明，该机构具有几何形状规则的作业空间及较好的运动灵活性，是一种较为理想的实现三移动操作的并联机构选型。     

基于高频微幅振动的微切剖操作器设计

提出一种基于高频微幅振动的微切剖操作器,其微动机构采用具有3个纯移动自由度的3-RUU并联机构,机构的动平台安装有PZT高频微幅振动单元,固联于振动单元的操作针可在跟随机构动平台作较大范围运动的同时通过PZT单元的高频微幅激励实现微切剖操作.建立3-RUU微动机构的尺寸型模型,绘制描述机构尺寸参数组合与机构性能关系的性能图谱并根据性能图谱设计微动机构的运动学参数.利用有限元法对微动机构的静、动态性能进行分析,并进一步确定微动机构及驱动单元的结构参数.基于得到的运动学及结构参数制作操作器原型,该原型可作为显微切剖操作试验系统的一个基本单元.     

多指手操作系统的运动学通解及活动性分析

探讨了多指手操作系统运动学通解的构造及活动性分析问题。给出了多指手操作的运动学方程,并通过在物体及关节速度空间分别定义内积将这两个空间进行正交分解。并提出一种适用于各类多指手操作系统的、构造运动学方程通解的方法。基于得到的通解表达式分析了各速度子空间之间的映射关系,进一步给出了系统活动性分析的计算公式。     

采用M5’模型树和测量数据识别抽汽式机组汽耗量特性

汽轮机组特性随着机组老化而变化,传统上采用定期现场实测,需停机和采用专门的设备与系统,费用很高,因此基于现有自动化系统历史测量数据的特性曲线识别方法十分必要。一般汽轮机组汽耗量特性具有非凸和非连续等特点,常规的多元线性回归拟合不能适应。M5’模型树算法是一种多输入单输出系统的分段线性化的数据挖掘算法。提出采用M5’模型树的抽汽式机组汽耗量特性模型和其模型结构及参数识别算法,用于滚动利用最新的电厂测量历史数据获取最新的汽耗量特性。该方法简单、有效,逼近能力强,自动化程度高,在处理非凸形和非连续性的特性方程具有优势。通过多个热电厂的实时数据进行验证,具有很高的预测精度,效果优于多元线性回归拟合方程。     

多指手Power抓持的鲁棒性分析及稳定载荷域计算

分析了多指手Power抓持可被动抵抗外部载荷扰动影响的性质，给出具有一般意义的抓持鲁棒性定义。基于抓持接触力空间的分解及接触力空间与外力空间的映射关系，将外力空间分解为主动平衡外力子空间及被动平衡外力子空间，给出抓持系统具有鲁棒性质的充分必要条件。针对Power抓持鲁棒性的定量描述，提出一种确定抓持稳定载荷域的有效算法。     

两种3-PUU微操作机构的运动性能比较

为选择微操作机构的构型,分析、比较了2种具有不同导路的3-PUU平动并联微操作机构(垂直导路和汇交导路)的运动性能,对这2种机构进行了逆运动学分析,推导出相应的常值逆雅可比,并以此为基础对相同尺寸参数条件下2种机构工作空间的大小及操作灵活性的优劣进行了对比分析.结果显示,垂直导路的3-PUU微操作机构具有更大的工作空间,而2种机构的灵活性相同,所以垂直导路型3-PUU微操作机构的运动性能比汇交导路型更加理想.     

KUM-750型并联结构测量机的运动性能分析

对KUM-750型六坐标并联测量机的运动性能进行了分析,通过实测获得其主运动机构的结构参数并建立了机构的运动学模型。分析了测量机的工作空间、精度特性及测量头轴线的姿态能力并给出它们的几何描述,相关结果有助于较全面地了解测量机的运动性能。     

基于高频微幅振动的微操作机器人实验系统

研制出一种基于高频微幅振动的微操作机器人原型,其微动机构为3-RUU纯移动并联机构.并在动平台设置有高频微幅振动单元,联接于微振动单元的操作针能随动平台做较大范围的空间运动,同时操作针在微振动单元的激励下实现往复穿刺运动,通过复合完成微切剖作业.设计、制作了微操作机器人并以其为基本单元组建了微操作实验系统,结合牛卵细胞的初步操作对微操作实验系统的性能进行了验证,试验表明,微操作实验系统能成功地完成预期的操作任务,而且微体对象的弹性变形及物理损伤均较小,该系统可作为显微操作实验研究的物理平台.     

微超声振动细胞切割系统中变幅杆的分析与设计

针对细胞微超声振动切割系统对超声变幅杆的要求,将等截面圆柱形阶梯变幅杆的一端替换成圆锥形变幅杆构成一种复合圆锥阶梯形变幅杆。由任意变截面杆纵向振动的波动方程出发,推导了复合圆锥阶梯形变幅杆的基本理论参量,设计了超声变幅杆的基本结构,给出其制造尺寸。并应用有限元法对变幅杆进行了模态分析,得到了共振频率和位移节点等重要参数。