基于ADAMS的新型仿人脚形爬梯轮椅的多体动力学仿真研究

基于设计的一款仿人脚形新型爬梯轮椅,利用大型工程软件Adams,对简化的轮椅建立了多体动力学模型,并进行了虚拟样机的仿真分析研究。利用Adams中IF函数和AZ函数对轮椅前后轮处施加了旋转副,并对改变驱动电机型号和改变机械脚结构参数的轮椅动力学模型进行了多次仿真实验,结论对比了爬梯机构的运动学特性,着重分析了爬梯上升过程运动的平稳性,对合理选择驱动电机型号和机械脚参数提供了依据,为类似机构运动的参数优化提供了理论基础。     

一种新型凸轮-连杆组合分度机构的运动学分析

针对自动化机械要求实现高速分度的需求,提出一种新型的凸轮-连杆组合分度机构。在系统分析该机构的结构与传动原理的基础上,将其在运动学上等效为以组合分度机构的输入、输出构件为驱动构件的五杆机构。在此基础上,采用多刚体运动学分析方法,推导了系统的约束方程,进而建立等效机构的运动学分析模型,得到了各构件在一个分度周期内的运动规律。文中研究可为该机构的运动学设计及动力学分析奠定基础,采用的多体运动学分析方法可为同类机构的运动分析提供借鉴。     

一种新型复合式可爬梯轮椅结构设计与分析

为了解决老年人和残疾者上下楼梯困难,设计了一种新型的行星轮-履带复合式可爬梯轮椅结构。采用行星轮-履带复合机构实现爬梯越障的功能,轮椅驱动采用1个电机,星轮采用链传动实现爬梯、平地行驶。该结构结合履带装置,可有效减轻星轮式轮椅振动且提高了传统轮椅的越障能力。在对比现有爬梯轮椅机构特点的基础上,介绍一种星轮-履带结合的新型轮椅机器人的机构方案,并分析轮椅的工作原理,建立数学模型进行爬梯过程运动学与动力学分析。结果表明,轮椅可以安全爬越大部分楼梯。轮椅的结构设计合理,实现爬梯和平地移动功能的结合。     

基于MATLAB的单绳抓斗开闭机构运动学和动力学分析

单绳抓斗开闭机构是抓斗工作的主要机构,其性能的优劣很大程度上会影响抓斗的工作性能和效率。结合工业生产中单绳抓斗开闭机构的实际结构,建立了单绳抓斗开闭机构的运动模型,并利用MATLAB软件进行了运动学和动力学分析,得到了机构的运动学和动力学曲线,以便于直观地了解机构各构件在运动过程中的运动和受力变化情况,可为单绳抓斗开闭机构的设计计算提供参考,为机构进一步的优化设计做准备。     

含柔性运动副欠驱动机构运动学和动力学求解的数值迭代算法

欠驱动机构运动学和动力学约束不完整,机构运动具有不确定性,欠驱动机构引入柔性运动副后可利用其弹性反力一定程度上弥补动力学约束的不完整,但机构的运动学和动力学求解依然困难。针对该问题,以含有柔性移动副的平面2自由度欠驱动机构为研究对象,提出一种运动学动力学求解的数值迭代算法。在运动学、动力学建模的基础上,给定各构件的初始运动条件及原动件的运动规律,基于时间无限细分时两个时刻区间内速度和加速度不变的原理进行迭代和求解,能够得到各构件的运动规律及原动件的驱动力(力矩)。利用Matlab对该机构进行了求解,并分析了柔性移动副刚度对方程求解的影响。所提出的数值迭代算法在一定程度上突破了这类机构深入研究的瓶颈。     

基于Pro/E Mechanism的旋叶式压缩机运动仿真

建立了旋叶式压缩机叶片运动的数学模型,并运用Pro/E Mechanism模块创建旋叶式压缩机运动学仿真机构,直观、简捷地得到叶片的运动特性曲线,为旋叶式压缩机叶片运动学的分析提供了新的科学方法,同时还为进一步进行动力学分析、敏感度分析和优化设计打下了坚实的基础。     

座面可调电动轮椅的机构运动仿真

通过运动仿真,对座面可调的多功能轮椅进行机构设计。基于人机工程学及位姿分析,设计各构件尺寸。在MATLAB中建立轮椅运动学模型,通过仿真分析得到了各刚体关键铰接点的位移、速度、加速度等参数。将得到的运动学参数与轮椅的功能要求进行比较,对轮椅整车机构进行修正。所设计的轮椅能辅助残障者实现坐立、站立、平躺等多种姿态间的转变,也便于轮椅与其它康复设备的安全对接。多刚体运动学仿真方法能更直观进行机构功能分析,从而缩短设计周期。     

基于内燃式压气机曲轴系多体动力学仿真与响应分析研究

通过应用仿真分析软件ADAMS进行模拟,完成了内燃式压气机的运动学及动力学模拟和仿真分析,得到在压气机工作周期运转过程中主要部件如活塞、连杆和曲轴等的运动学及动力学特性参数曲线;应用有限元分析软件ANSYS建立了曲轴系柔性体的有限元模型,并对曲轴系进行模态和静力学分析,探讨和研究了曲轴系在刚性体与柔性体状况下的受力状态,为内燃式压气机的曲轴系进一步优化设计奠定了一定的基础。     

计及二阶效应的刚柔耦合连杆系统动力学分析

根据虚功原理和达郎伯原理推导了计及二阶效应的柔性单元运动方程,并利用刚化条件得到了刚性梁单元运动方程,给出了刚柔耦合连杆系统动力学建模与分析的方法.对构件刚度相差悬殊的多体系统进行动力学分析时,如若当作多刚体系统分析,会因忽略弹性变形导致结果不准确;当作多柔体系统建模分析求解,则因自由度太多导致方程庞大难求解.可行的方法是:将刚性单元与柔性单元耦合建模,在多柔体系统基础上,引入刚性单元和刚性约束条件,对刚性构件自身的动力学特性进行等效,然后按照一般弹性系统有限元方法集成得到虚拟柔性系统动力学方程,建立过渡坐标与广义坐标关系,消除非独立坐标,得到真实的系统运动方程,降低系统方程维数,提高分析效率.以曲柄滑块机构为例,介绍了计及二阶效应的刚柔耦合系统动力学的建模分析过程.     

基于凯恩法的大摆角混联机床并联机构的动力学分析

针对一种大摆角混联机床的并联机构,首先对其机构构型进行了描述:然后以输入端和输出端的运动映射为基础,引入凯恩方法根据运动学分析原理来分析动力学问题,分别对输入和输出端运动构件进行动力学建模。假定机床各部件为刚性构件,不存在弹性力和摩擦力,通过综合从而建立并联机构系统的动力学方程,得到并联机构输出运动与所受驱动力的关系。最后,通过算例进行了仿真验证,得到了在给定输出运动时,动平台、滑块及各个驱动支链的驱动力曲线,对进一步分析大摆角混联机床的动态性能、机构优化设计和控制模型的建立等工程应用奠定了基础。     

关于自由度的计算

关于自由度的计算,已经引起了世界上许多学者的注意。本文提出了“根据机械系统的闭合特点,割断机架分析末杆运动,在同一瞬间把末杆与机架焊接,重新形成原机械系统”的理论,来计算机械系统（包括机构、结构）的自由度。本文阐明了机械系统中的静不定次数和自由度数的内在联系;为判断机械系统能否实现有限位移提供了必要性判据,同时为判定机械系统是否能作为结构提供了充分性判据;揭示了静不定和自由度的物理意义;严格地说明了把机构分成六个族是错误的,机构分族的观点是毫无意义的。根据上述理论,我们导出了闭合数计算公式、自由度数计算公司以及静不定次数计算公式。用这些公式可以毫无例外地按机械系统（包括机构、结构）的构造,正确地计算出它的自由度数和静不定次数。     

RV减速器针摆传动啮合特性分析

在分析RV减速器的传动原理和结构特点的基础上,从系统角度出发,考虑RV减速器两级传动系统耦合变形、摆线轮轮辐结构以及轴承刚度,建立了RV减速器啮合特性分析模型。对RV减速器针摆传动啮合特性进行了仿真分析,具体讨论了摆线轮轮缘厚度、修形量以及载荷大小对啮合特性的影响规律。同时根据所建立的分析模型对RV减速器的扭转刚度进行了分析。最后通过对RV减速器进行了针齿壳齿根压应力实验测试以及扭转刚度实验测试,验证了仿真分析的正确性。     

球开蜗杆砂轮的磨齿原理及其球基螺旋面参数

提出用球开蜗杆砂轮连续分度展成磨削内齿轮的概念,阐述了其磨齿原理.建立了砂轮的球基渐开螺旋面议程和分度球面螺旋线方程,给出螺旋运动参数,螺旋线导程,螺旋升角的定义及计算式.     

CONSIDERATION OF THE FORM OF THE UNDEFORMED SECTION OF CUT IN THE CALCULATION OF MACHINING FORCES

For the calculation of machining forces in turning processes, the empirical equation of Victor and Kienzle has been established as a common model. However, the model has some constraints. The undeformed chip thickness has to be higher than 0.1 mm and the ratio of undeformed chip width and undeformed chip thickness has to be higher than four. This means that the equation cannot be used for several combinations of process parameters. This paper shows an approach to calculate the machining forces for any form of undeformed sections of cut based on the approach of Victor and Kienzle. In order to achieve this, the undeformed chip thickness and the undeformed chip width are defined in a new way. Furthermore, the direction of chip flow is considered to determine the feed and passive force components.     

球形滚刀的理论研究

对球面螺旋面进行深入的理论研究。给出了球面螺旋线导程、螺旋运动参数、球面螺旋升角的定义及新公式。建立了球形滚刀各螺旋面方程、刃口方程及侧后角计算等一整套新公式,可作为设计制造滚刀时的参考,总结出球形滚刀存在的有理论误差及减少误差的方法。最后给出了设计实例。     

车辆主要噪声源识别方法的研究

描述了车辆车外主要噪声源的两种常用识别方法即声强法和声压法,给出了小客车车外噪声源的声强法和声压法的对比识别结果。这两种方法对比识别结果表明：在声源愈单一的情况下,声强法与声压法识别结果的相差愈小;在声源愈复杂的情况下,声强法与声压法识别结果相差愈大。     

圆管凸缘整体成形技术的研究

对圆管凸缘一步及多步整体成形工艺进行了研究,采用有限元数值模拟方法分析了圆管坯料尺寸、摩擦等因素对成形过程中金属流动的影响及缺陷产生的原因。给出了2种内径、3种壁厚情况下,成形凸缘宽度－极限摩擦因数关系曲线,提出了圆管镦锻凸缘成形极限图的概念。并依据数值模拟结果进行了圆管镦锻凸缘一步整体成形试验,试验结果显示所成形的圆管凸缘符合数值模拟预测的结果,说明所提出的成形极限概念对圆管凸缘整体成形技术有指导意义。     

轮轨滚动接触疲劳现象分析

论述轮轨滚动接触疲劳破坏的几种典型现象，定性地分析它们的起因和发展过程。介绍我国部分铁路现场轮轨接触表面的疲劳破坏调查情况，给出由非赫兹滚动接触理论分析计算的我国铁路轮轨接触表面作用力分布情况。计算结果表明我国铁路轮轨接触表面疲劳现象如此严重的主要原因之一是轮轨型面不配匹和轨底坡设置不合理。并论述该领域今后的进一步研究方向。     

五足步行机器人步态研究

将五足步行机规则步态分为奇异和非奇异两大类型,对步态各类数、负荷因子取值范围、稳定行走条件以及稳定裕度求算进行了分析,所得结论对于指导五足机的机构和实用步态设计有重要理论意义。     

技术创新的源泉--知识的条件性

人类文明和科技进步源于创新。创新的内涵源于知识的拓新,而知识拓新又源于知识本身的特征──条件性。自觉地还是自发地运用知识的条件性,具有很大的效果差异。自觉地认识知识的条件性并转化为方法,可加快和顺利地开拓创造性思维,把难题化解,并进行物化,以获得新成果。