八杆机构在双层袋包装机中的动力学应用分析

在灌装工位设计了一种适用于黄皮纸袋(单层袋)或者纸塑复合袋(双层袋)的同步开袋机构,实现了黄皮纸外袋和塑料薄膜内袋的同步开袋和封袋,从而解决单层袋/双层袋灌装包装生产线设计中如何同步开袋顺利灌装难题。利用机构学中平面多杆机构可以实现特定运动轨迹的思想,设计了一种在单个动力源作用下使末端两执行连杆动作同步的八杆机构。基于Adams软件的动力学仿真分析,当机构以不同速度运转时,得到动力学特性符合设计要求。仿真分析得到的两末梢执行连杆位移与制作实物试验结果保持一致,从而验证基于八杆机构设计出的这种面向单层袋或者双层袋的同步开袋机构性能稳定。     

装载机工作装置优化设计及多体系统动力学仿真

装载机工作装置的力学分析通常采用静态分析法,且分析焦点往往是六杆机构。笔者针对综合性能更具优势的八杆机构装载装置进行优化设计,继而根据优化数据建立装载机工作装置的多体动力学模型,较准确地分析了装载机工作装置的诸多性能指标,其结论验证了优化设计结果。     

装载机八杆机构工作装置优化设计

为了提高装载机八杆机构工作装置的铲斗平移性,介绍了一种基于ADAMS的可行且快速的优化设计方法。首先用Solidworks建立工作装置的三维模型,通过数据交换接口将该模型导入ADAMS中建立工作装置的虚拟样机模型。接着以工作装置各个铰接点的坐标为设计变量,其它设计要求为约束函数,铲斗平移性为目标函数,以此建立工作装置优化设计的数学模型。最后利用ADAMS强大的计算功能进行优化计算找出目标函数的最优解,从而使铲斗的平移性得到显著提高,为接下来工作装置的多体动力学分析奠定了模型基础。     

仿生步行机器人腿部八连杆机构轨迹优化

针对一种仿生机器人腿部的八杆机构,通过研究机构运动时的轨迹建立优化设计的数学模型,以此提高机器人的步行速度、运动稳定性和越障能力。应用软件ADAMS建立机构的参数化模型,并进行多目标优化设计寻找最优解。根据优化结果,更改八杆机构参数重新仿真后,机器人腿部在一个运动周期内的速度、稳定性和越障等参数均得到提升,优化效果明显。可为同类机构的优化设计提供些许参考与借鉴。     

机械式娱乐机器人手臂联动机构的设计与研究

针对目前娱乐机器人多自由度手臂机构设计存在成本高、发展速度缓慢等问题提出机械式手臂联动机构,即利用六杆机构实现手臂前、后、左、右同步或交错摇摆,从而完成鼓掌、欢呼的动作。将优化设计思想与Matlab相结合,利用外惩罚函数法对两次简化后的手臂异步联动进行建模优化,求解出参数并用分支定界法确定杆件参数;利用控制变量法对手臂同步联动进行参数优化,以SolidWorks、ADAMS软件为工具,建立其仿真模型,进行运动学仿真,结果显示,优化设计的六杆机构异步联动行程比系数最优、同步联动两臂相位差最小,能很好地满足机器人手臂娱乐需要。最终从六杆机构参数映射到手臂联动机构,为娱乐机器人手臂联动机构的设计和计算提供参考。     

一种八连杆坐卧姿态变换机构的模型构建及参数优化

基于人体工程学原理,设计了八连杆坐卧姿态变换机构。为保证机构运行的稳定性以及获得较好的实用性能,针对八连杆姿态变换机构进行优化设计。根据八连杆姿态变换机构的工艺特性要求以及具体的约束条件和优化目标,构建了八连杆机构的数学模型,利用ADAMS/View建立了八连杆机构的优化设计模型,对八连杆机构进行了优化设计。从优化设计的结果和优化前后的连杆角度、速度、加速度曲线中看到,该优化设计与相应的人体工程学原理相吻合,达到了八连杆姿态变换机构的设计要求和目的。     

装载机工作装置优化设计数学模型的建立

通过对装载机反转六杆机构工作装置的建模分析,选取了表征该机构性能参数的设计变量,用这些参数变量作为优化设计目标函数,建立了工作装置连杆机构优化设计的数学模型.     

振荡浮子式WEC装置传动机构设计评价与优化

针对振荡浮子式WEC(Wave Energy Conversion,波浪能转换)装置的传动机构方案设计需求,提出了一种对传动方案在归一化条件下进行评价及优选的方法,并对目标方案进行设计和优化。首先,分析对比了常用传动机构设计方案的特点;然后,以最适用传动方案为目标,以转换效率、安装维护性、系统稳定性、可拓展性为评价指标,以双杆、四杆、六杆和八杆机构为备选方案,建立了传动机构的归一化评价分析模型,运用递阶层次分析方法,进行了一致性条件检验评价,优选出了在给定指标下的传动机构类别;最后,利用MATLAB平台,对选定的六杆机构进行了优化设计,得到了关键设计变量的最优解,为该类机构的工程化设计提供了参考。     

软管灌装封尾机的灌装机构设计与分析

以软管灌装封尾机的灌装机构为研究对象,对其摆杆凸轮机构、膏体灌装机构等核心部件的设计进行详细剖析。并对摆杆凸轮机构的工作原理进一步阐述,根据摆杆凸轮机构的各杆长关系,利用Matlab软件对摆杆凸轮轮廓曲线进行编程拟合,再利用Inventor三维建模软件对摆杆凸轮进行建模,对比分析Matlab与Inventor动力学仿真得到的摆杆凸轮轮廓曲线以及压力角变化等参数。同时对比分析国内外膏体灌注机构的灌装精度,对其结构设计进行详细阐述。最后通过对摆杆凸轮各参数的对比分析,验证了摆杆凸轮机构设计的可靠性与正确性,同时对膏体灌装机构的设计提出了设计的思路与方法。对软管灌装封尾机灌装机构进行设计,提升设备的运行速度、稳定性及灌装精度等性能。     

开内盒九杆二自由度机构轨迹控制寻迹算法

随着九杆二自由度机构在轻工、包装机械等设备中的广泛应用,研究其预定轨迹的寻迹算法显得尤其重要。以药品包装盒开内盒九杆二自由度机构为研究对象,将其转化为两种八杆单自由度机构,建立相应的运动分析数学模型;通过运动学仿真分析,获得两种八杆单自由度机构的运动区域,得到九杆二自由度机构的运动轨迹与运动范围;再在将机构与工艺轨迹参数化基础上,建立其约束条件,提出了九杆二自由度机构实现预定轨迹的寻迹算法,并通过寻迹算法获得开内盒九杆二自由度机构开内盒运动轨迹的原动件控制参数;最后,对寻迹算法进行完善,并应用获得的控制参数进行运动仿真,验证了寻迹算法的正确性。     

具有关节力矩反馈的上肢康复机器人设计

康复机器人关节的驱动方式和结构设计对控制性能和成本影响较大。提出并验证一种具有低成本、结构紧凑特点和关节动态力矩检测功能的机械设计,并此基础上设计了一款简洁的轻质可穿戴双侧四自由度上肢外骨骼。为了验证驱动关节和整体外骨骼设计的有效性,对其结构设计进行了阐述,并对其分别进行了运动学和动力学建模,通过Matlab对终端活动范围进行了仿真,并对样机的单关节和整体性能进行了测试,实验数据显示这种驱动关节和康复机器人设计表现出较好的控制性能,有良好的研究前景。     

遗传小波神经网络在机床碳排放预测中的应用

机床的生产加工过程中,会产生大量的碳排放,通过分析机床加工过程的碳排放相关量,预测碳排放值,从而达到降低碳排放的目的;将遗传算法对具有自适应性和函数逼近能力的小波神经网络的参数进行全局优化,来构建遗传小波神经网络模型,对机床加工过程的碳排放进行预测;并通过实验数据将遗传小波神经网络与传统小波神经网络的预测结果进行对比,结果显示,优化后的小波神经网络在机床碳排放的预测结果平均误差为0.48%,均方误差为20.5303,均优于传统神经网络,证实了在机床碳排放预测中遗传小波神经网络相对传统神经网络具有更高的逼近精度;从而能够较为准确地对机床碳排放进行预测和控制。     

圆柱滚子轴承的瞬态温度场分析

为保证圆柱滚子轴承在工作过程中的使用性能,需对轴承在外加载荷作用下的温升进行分析。以某摆剪减速器圆柱滚子轴承为研究对象,运用热网络法计算其温升,通过现场实测验证了热网络模型的可行性。并运用热网络法计算了不同品牌的圆柱滚子轴承的温升情况,得到了滚动体数和其结构对温升有影响。结果表明:滚动体越多,并且滚动体为空心时轴承的温升越低,即FAG品牌的圆柱滚子轴承的温升低。轴承的温升分析为轴承的设计和使用提供参考依据。     

一种STEDF的可视图环境建模方法

提出的一种STEDF的可视图建模方法,可有效的提高环境模型建模效率,并且使移动机器人在路径规划的算法更加高效。在环境模型中通过删减融合一些不必要障碍物的手段,利用机器人所在的起始点、目标点和障碍物之间的关系,在不对路径规划的结果有影响的情况下建立一种极大程度下减少可视边的可视图。该方法在前期的环境建模中由于可视边是移动机器人的路径的原因,所以节约了很多环境建模的时间。根据有效的仿真结果可知,这里的方法极大程度的使路径规划算法的速率在原来的基础上取得了非常大的进步。     

主动腰部四足机器人控制系统与跳跃步态研究

四足动物在快速奔跑中会采用跳跃步态,而跳跃步态中腰部的伸缩运动又对速度的提升具有重大影响。针对跳跃步态中腰部摆动对速度的影响,设计了带有腰部主动关节的小型四足机器人,采用了舵机作为髋关节主动驱动器和弹簧作为膝关节被动驱动器,使腿部具有一个主动自由度和一个被动自由度。以STM32芯片为中央处理器设计了包括复位、通信和舵机驱动等功能模块的控制系统。通过软件设计,在实验中实现了四足机器人跳跃步态下的稳定运动和较好的仿生运动现象,验证了控制系统的有效性,观察到了腰部主动关节对四足机器人跳跃运动中的速度影响作用。     

3-RPC型柔顺并联机构结构设计

针对目前并联机构精度低,无法满足高精度要求的现状,提出对传统并联机构进行优化设计。首先,以传统并联机构构型3-RPC为基础建立微分运动矢量映射关系Jacobian矩阵。建立空间3-RPC柔顺并联机构的拓扑优化SIMP模型并运用OC算法求解,将实体模型导入有限元软件中进行拓扑优化设计。其次,在Ossmouth中对优化好的构型进行过滤及光顺处理并导出进行二次建模。最后,运用曲线拟合方法对拓扑后的构型轮廓进行拟合修正,采用Solid Works软件建立其拟合修正后的模型,进而通过Hyper Works有限元软件对机构进行静力学分析。仿真结果表明:与同构型的传统并联机构相比,拓扑优化后的空间柔顺并联机构具有相同的微动特性,因而验证了空间并联机构的拓扑优化设计方法的有效性。     

中国中心城市武汉出台系列政策扩大开放

Wuhan,capital city of Central China's Hubei Province, will adopt strong measures with a view to opening to the outside world ,Ruan Chengfa, mayor of the city announced. According to the policy, foreign-invested enterprises can gain as high as RMB600,00 in bonus from the Chinese Government for making additional investment and expanding production in Wuhan.     

武汉市雷电分布特征及雷暴日资料的对比分析

利用20062008年湖北省雷电监测定位网的定位资料,对武汉市雷电分布的时间特性进行分析。并将定位资料与武汉国家基本气象站的天气现象日值观测资料进行对比,从雷暴日这一观测要素上分析两种资料存在的差异及主要原因,以便更好地为雷电自动监测逐步取代人工观测提供参考。分析结果表明：武汉市的雷电活动以负闪为主,负闪占总闪的比例高达96．1％,且具有明显的月变化和日变化特征。雷电定位的雷暴日数普遍高于人工观测记录的结果,且在雷电高发月份,雷暴日数相差较大,但两者分布趋势大体相同。随着雷电自动监测资料的积累,可以消除人工观测资料存在的局限性。     

在线GC/MS在工业园区环境管理中的应用

针对工业园区环境管理中突出的恶臭投诉和臭氧超标等问题,介绍了在线气相色谱/质谱(GC/MS)技术的特点和基本原理,并以大曹庄工业园区为例,利用在线GC/MS一段时间内的运行数据重点分析了园区VOCs组成特征、污染来源和臭氧生成潜势等,结果表明,在线GC/MS在识别园区特征因子以及未知组分方面有突出能力,结合风速风向分析和数值模型可以对VOCs进行溯源,是工业园区环境管理的一把利器。     

Determination of Cutter Orientation for Five-Axis Sculptured Surface Machining with a Filleted-End Cutter

In this paper, an accurate and efficient method is proposed for determining filleted-end cutter orientation based on surface analysis. With this method, the surface geometry is first analysed and classified according to its shape. Different kinds of surface shape require different treatments with regard to cutter orientation, so that the local geometry of the filleted-end cutter is matched with that of the surface as closely as possible without gouging the surface in the local region of the cutter contact points. The proposed method has been successfully implemented using the visual C ++ language and the ACIS geometric modeller. Finally, some illustrative examples are given. ID="A1"Correspondance and offprint requests to: Dr T. Chen, CAD Centre, School of Mechanical Science and Engineering, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan, Hubei 430074, PR China. E-mail: tc29@chinese.com