产品过程建模及其辅助工具开发研究

在分析机电产品开发过程特点及其建模需求的基础上,针对产品开发过程,开发了一种辅助建模工具.在信息录入界面中输入建模的相关文字信息,在过程图页面中能自动、快速地绘制出过程图.通过在变速器开发过程中的具体应用,说明了该工具的实用性,能有效缩短产品开发周期,提高市场竞争力.     

一种仿生机器鱼尾鳍推进机构的设计

通过对曲柄摇块机构的改进,设计了一种新型的仿生机器鱼尾鳍推进机构。利用Pro/E运动学仿真模块及ANSYS软件,给出了该机构实现直线游动的条件,以及实现转弯运动的3种不同方式及其适用场合。在此基础上,指出了仿生机构实现多种模态的直线游动和转弯动作的控制策略。仿真结果表明:运动过程中机构质心变化范围很小,同时惯性力对动态平衡影响也很小,从而验证了所设计结构的合理性。     

并联机器人机构新构型设计的探讨

主要探讨并联机构的新构型,针对现存并联机器人机构的种类,分布特点和技术不足以及应用需求,提出一种新型的把空间移动和转动结合起来的3自由度完全并联机构构型,并分析了它的设计思想,该并联机构可广泛应用在工业机器人,飞行模拟器,微动机器人和并联机床等领域。     

一种新型自行车机器人机构设计及其建模

针对自行车机器人运动的侧向不稳定性,模仿人骑自行车的动力学特征,充分利用并联机构的结构紧凑、刚度大、响应速度快、承载能力强的特点,提出了一种基于2-RHR型冗余驱动并联机构进行自行车机器人侧向稳定调节的方法,系统地阐述了并联机构侧向调节方式的可行性和优越性.最后,运用第一类拉格朗日方程建立了系统动力学模型,为进一步的动力学及控制策略研究奠定了基础.     

基于并联机器人技术的3-DOF平稳操作台机构设计

提出了一种新的3-DOF平稳操作台机构,该机构能够使动平台在智能控制下始终保持水平.文章具体阐述该操作台的运动学方程和雅可比矩阵的建立过程,并详细讨论了机构的奇异性.最后通过慧鱼工业模型对分析结论进行了验证.     

基于绩效激励机制的数控机床人机交互系统创新设计

在中国制造业转型背景下,为了提高数控机床一线操作工人的工作绩效表现以及正面的心理情绪,设计了一种基于绩效激励机制的数控机床人机交互系统,作为一种创新的企业人力资源管理方法。为了实现该系统设计,提出了相应的系统结构设计策略。该系统通过网络技术联结了数控机床、上位机、云端平台以及移动客户端四个组成部分,对数控机床操作工人的各项生产过程数据进行计算与比较,利用实时的视觉反馈方式传递给相应的工人用户以及管理层用户。为了测试该系统的有效性,在两个制造业工厂内进行实验,结果表明,该系统使参与者的工作动机、工作满意度以及工作绩效表现有显著提升。     

机器人机构精度综合的正交试验法

采用正交试验法综合机器人机构精度,只需要较少的计算仿真工作量就可分析出机器人定位误差,甚至不需要制造出具体的机器人物理样机。该试验方法可以缩短误差综合的计算过程,简化机器人误差综合。基于此,总结国内外有关机器人和空间机构精度研究,建立典型3R机器人的误差传递模型,利用正交设计表均衡排布各参数的误差水平,对各组试验结果进行方差分析,绘制某一复杂曲面任务下机器人末端的误差分布图和影响末端误差因素的显著程度顺序图。结果表明,正交试验法能够快速计算出当前目标点下误差因素对末端误差的影响显著程度,指导机器人精度设计和运动学参数的标定。     

协同集成设计环境的计算机辅助工具的协同用户界面研究

以一个协同集成设计环境的计算机辅助工具为背景，对协同用户界面进行探讨。按照以群体为中心的协同用户界面的设计思想，提出了一种基于Agent的协同用户界面模型，把通讯和协作支持等并行处理的概念和方法引入到现有结构化模型之中。对比传统CAD交互结构，构造了一种支持上述用户界面模型的软件Agent结构。     

一种无耦合移动并联机器人机构的结构设计与运动学分析

提出一种3自由度无耦合空间移动并联机器人机构,该机构由动平台、静平台以及连接两平台的3条具有相同结构的分支运动链组成。基于螺旋理论分析机构的运动输出特性,推导出机构位置、速度以及加速度的解析表达式;由于其雅可比矩阵为3×3阶对角阵,表明该机构的输入运动和输出运动呈一一对应的关系。利用Matlab和SolidWorks软件绘制出虚拟样机的位移、速度、加速度仿真曲线,验证了理论分析的正确性。最后,对机构的奇异性和工作空间进行了分析。     

铣头式机床创新设计建模方法研究

在铣头式机床新产品的设计过程中，从分析机床功能入手，建立形态矩阵并求解，设定设计约束，结合模糊评价和复合变异结构设计，提出一种复杂机床新产品创新设计方法。为了提高设计质量，将并行设计概念以设计约束的方式加入设计。所提出的新产品设计方法，使设计从经验设计向数字化、智能化方向发展。将该方法应用于铣头式机床的创新设计，完成了概念设计和结构设计，建立了虚拟机床设计模型，并成功地制造出产品。     

整体式平面两自由度全柔顺并联机构构型拓扑优化设计

基于平面两自由度并联机构微分运动学矢量连续映射关系,建立整体式平面两自由度全柔顺并联机构构型拓扑优化模型-各向同性材料插值模型(SIMP模型),运用优化准则(OC)算法对所建模型进行求解,并采用Heaviside过滤技术处理优化过程中棋盘格和网格依赖问题。基于曲线拟合方法对优化后整体构型轮廓进行拟合,在Solid Works软件中建立其三维模型,进而应用有限元软件对其进行静力学仿真分析与对比。结果表明:以微分运动学矢量连续映射关系为拓扑优化设计条件,所得出的平面两自由度全柔顺并联机构与传统同构型并联机构具有相同的微分运动特性。     

整体式平面三自由度全柔顺并联机构构型拓扑优化设计

基于平面三自由度全柔顺并联机构与传统并联机构的微分运动学矢量连续映射关系,建立整体式平面三自由度全柔顺并联机构构型拓扑优化模型-固体各向同性材料插值(Solid isotropic material with penalization,SIMP)模型,运用优化准则(Optimization criterion,OC)算法对所建立模型求解,采用Heaviside过滤技术处理优化过程中棋盘格和网格依赖问题。基于曲线拟合方法对优化后整体构型轮廓进行拟合,在Solid Works软件中建立其三维模型,进而应用有限元软件进行静力学仿真分析与对比,结果表明:以微分运动学矢量连续映射关系为拓扑优化设计条件,所得出的平面三自由度全柔顺并联机构与传统并联机构具有相同的微分运动特性,定性验证了基于拓扑方法对平面全柔顺并联机构设计的有效性。     

73B203.001叶片综合量具设计与数控加工

针对汽轮机菱形叶片73B203.001综合量具,介绍了相应的设计与数控加工.     

设计过程信息建模及重组集成框架研究

在综合分析现有并行设计建模研究的基础上，扩展了图论概念，提出了一种基于扩展有向图和设计结构矩阵进行信息建模和重组的新方法。基于上述方法，提出了从设计活动对应的扩展有向图直接到设计结构模型映射的集成框架系统，基于该框架开发了原型系统，并结合模具设计实例来验证访框架的有效性。     

数学建模研究内燃机排放性能及控制问题

出于对以往研究手段不足的考虑,结合BP神经网络优势,针对内燃机稳态排放建立BP神经网络数学分析模型,对排放性能展开研究,发现负荷较大时,内燃机NOX与碳烟排放水平比较高。进一步地,为了降低对大气的污染,提出相应内燃机排放控制建议,本文研究可以为相关人员采取有效措施控制内燃机排放污染提供一定借鉴与参考。     

平面3-RRR型微创机构构型优化

针对目前医疗技术对微创机器人精度要求的不断提高,而传统的并联机构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。建立平面3-RRR并联机构微动情况下输入与输出之间的位移矢量微分映射关系,根据材料插值拓扑优化方法建立平面3-RRR型全柔顺并联机构的SIMP插值模型,通过敏度分析确定优化过程中设计变量的迭代变化方向,用OC算法求解所建立的模型,用Heaviside过滤技术解决棋盘格和网格依赖问题,通过Solidworks曲线拟合得到三维模型,应用有限元分析软件Hyperworks对其进行静力学分析,通过加工得到实体模型,并进行多次微位移测量试验;将静力学分析数据、实验数据与理论值对比。结果表明:微分映射关系作为优化条件,拓扑优化所得到的全柔顺并联机构与同构型的传统并联机构微分运用特性相同,运动精度更高、结构更加简单,验证了该方法的有效性,为平面全柔顺并联机构的优化设计提供了新思路。     

基于拓扑优化的高承载类蜂窝夹层结构设计

针对传统蜂窝夹层结构构型单一、共面方向承载性能不足的问题,以蜂窝夹层单胞体积模量最大化为优化目标,建立蜂窝夹层单胞拓扑优化模型,基于能量均匀化理论进行蜂窝夹层单胞等效属性评价,采用改进的优化准则法求解,得到结构边界清晰的类蜂窝夹层单胞,通过有限元仿真得到了所优化类蜂窝夹层结构的静力承载和抗冲击性能,并通过实验测试了所优...     

支持向量机在机床热误差建模补偿中的机理研究

针对数控机床热误差预测补偿功能,以Leaderway-V450数控机床为试验对象,通过跨季度的5批次数据,比对分析支持向量机(ε-SVR)和多元回归(MLR)两种建模方法的拟合和预测精度。研究得出,环境温度会对数控机床热误差预测模型产生干扰,模型拟合精度和预测精度在这种干扰下不具备等同性。线性ε-支持向量机在试验条件相近、环境温度接近的情况下鲁棒性较好,拟合精度、预测精度要高于多元回归算法,但当环境温度变化较大时,其预测精度较差。将跨季度环境温度条件下的数据进行综合建模,两种模型的预测精度均有所提高,但拟合精度优越的支持向量机算法建立的模型鲁棒性则低于传统的多元回归算法模型。     

新型分度机构的动力学建模与优化设计

针对自动机械中的实现更高分度运动的需求,研究一种采用输入、输出同轴布置的偏心轮式新型分度机构的动力学建模与优化设计问题.该机构与现有分度凸轮机构相比,具有结构更为紧凑,在输入轴转速等同时可实现更高次数分度运动的优点.以该机构为对象,建立考虑输入、输出扭转及横向振动的弹性动力学模型,并借助敏感度分析实现了动力学优化设计.在此基础上,通过动态性能的计算机仿真验证了设计方法的有效性.研究结果对这类新型分度机构工程样机的研制提供了重要的理论依据.     

司步带传动周转轮系机器鱼的设计与验证

介绍了一种用于拖曳试验的多关节机器鱼试验平台,用以研究鱼类尾鳍游动机制,提供功耗可测,且能够精确拟合亚绣科鱼类运动曲线的多关节机器鱼。根据生物学鳕鱼外形观测数据,同时采用伺服电机驱动同步带串联周转轮系传动的方式,使仿生机器鳕鱼在形态学和运动学上最大程度复现自然界鱼类游动方式。介绍了平台的机械结构及运动控制的实现,同时利用虚拟样机技术对机器鱼设计方案进行运动学验证以及动力学分析。结果表明机构设计合理,能够满足设计需求。