基于ADAMS的爬梯车设计与多体动力学仿真分析

利用美国PTC公司的Pro/E软件对带有可伸缩辅助机构的爬梯车进行三维建模,并利用仿真软件ADAMS对爬梯车进行机械系统运动学仿真分析;通过改变机械结构参数和驱动电机型号对爬梯车动力学模型进行多次仿真分析,为所设计机构的相关参数确定和电机型号选择提供了依据,也为优化爬梯车结构和提升品质的后续工作提供了有价值的数据信息。     

新型轮椅爬梯机构的柔性动力学仿真分析及优化设计

基于设计的一款新型自动爬梯轮椅,在驱动电机提供的转矩、乘坐人员及轮椅自重的共同作用下,首先计算得出了爬每级楼梯的时间;然后借助Ansys Workbench中的瞬态动力学模块对爬梯机构进行了柔性体运动学分析,得到了爬梯机构中直接运动构件机械脚1的运动特征曲线,并对轮椅爬梯运动中出现的不稳定现象提出了改进方案;同时进行动力学分析,得到了爬梯机构各构件的等效位移与等效应力随时间的变化曲线,完成了对爬梯机构柔性体机械系统的运动学分析与动力学分析;最后对爬梯机构进行优化设计,其优化结果比原模型质量降低了20.74%,节约了制造原材料,同时为这类轮椅的优化设计提供理论依据。     

高效自动爬梯轮椅的研究与设计

设计了一款新型自动爬楼梯轮椅,对这种新型自动爬梯轮椅的爬楼时间提供了一种计算方法,为提高该款仿人脚形爬梯轮椅的工作效率,通过简化力学模型,分析了这种新型爬楼梯轮椅的运动过程并计算了爬梯时间。同时利用了UG建立三维模型并使用MATLAB进行数据分析,找到了影响爬梯效率的三个因素,运用机械效率研究分析方法,改变了机械脚及电机的参数,实现了提升轮椅爬楼效率的目的,使轮椅爬一级台阶的时间缩短至6.234s,新型自动爬梯轮椅具有广阔的市场前景。     

凸轮连杆组合机构驱动的四足仿生马机器人运动仿真研究

提出了一种仿生马构型的四足步行机器人,以用于马术辅助治疗。其单腿系统利用凸轮连杆组合机构驱动,具有两个驱动自由度,能够实现足端轨迹跨距与高度的调整。论述了凸轮连杆组合机构驱动的仿生马机器人结构与工作原理,开展了机器人的运动仿真研究。利用Solid Works软件建立机器人模型,并导入到Adams软件中进行动力学仿真分析。通过运动规划给定电机驱动函数,实现了仿生马机器人的行走运动。进一步分析得到了机器人在抬腿和落地运动过程中,足端与地面之间的接触力变化规律及相应的运动轨迹变化趋势。针对仿生马机器人运动仿真中整体出现的跳动现象,提出了采用电机变驱动规律以改良跳动的措施。研究结果为该类机器人参数的优化设计及实用化提供了理论支持。     

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。     

一种可全向移动爬楼梯轮椅的结构设计与分析

为了帮助下肢残疾者攀爬楼梯,设计了一种可全向移动的爬楼梯轮椅。采用支撑腿和车轮交替支撑的方式实现轮椅爬梯功能。采用Mecanum轮作为轮椅的车轮且用4个电机独立驱动以实现轮椅的全向移动。对轮椅在台阶宽度限定情况下的越障能力和运动学、动力学进行了分析,并结合能量法和稳定裕度法分析了爬梯过程中轮椅的前后向和侧向的稳定性。又对轮椅全向移动特性进行了研究。结果表明,轮椅可以安全地攀爬大多数楼梯而不会翻倒,轮椅的全向移动可以通过控制4个车轮的转速实现。轮椅的结构设计合理,实现了爬梯和全向移动功能的结合。     

旋转尺蠖压电电机驱动机构自由振动分析

提出了一种新型旋转尺蠖压电电机。考虑旋转尺蠖压电电机驱动机构为连续系统,建立了驱动机构动力学模型;利用该动力学模型求解了样机驱动机构的固有频率和模态函数。分析了系统参数对驱动机构固有频率的影响规律,为旋转尺蠖压电电机的设计打下了理论基础。     

基于ADAMS的四连杆机构驱动电机参数确定方法

四连杆机构的驱动力矩和等效转动惯量是确定驱动电机参数的重要依据。采用SolidWorks软件建立了四连杆机构及所带负载的实物模型,并将其导入ADAMS软件进行运动学和动力学仿真,分析了驱动力矩和等效转动惯量在运动周期内的变化规律,为确定驱动电机参数提供了依据。实践表明,采用该方法确定驱动电机参数比采用传统的解析方法更具优势,可极大地减少工作量。     

两栖仿生变磁力脚吸盘驱动力矩和功率的分析及试验研究

为了确定两栖仿生变磁力脚吸盘驱动力矩和功率,选取其驱动电机,对其磁吸附力进行了有限元分析和试验验证,得到了磁吸附力随吸附间隙的变化曲线;将磁吸附力作为外载荷加载到Adams/view中,对脚吸盘进行了动力学仿真分析,求得驱动脚吸盘所需的力矩和功率,并且通过试验进行了验证。该项研究为脚吸盘驱动功率和力矩的设计提供了依据,指导了驱动电机的选取,具有一定的理论意义和实际应用价值。     

一种新型模块化电动轮椅的设计研究

采用模块化设计思想提出了一种新型模块化可卧立可爬梯的电动轮椅总体设计方案,并依次给出了助行、爬梯、卧立3个核心模块及多功能模块的设计,在此基础上,利用键合图法建立该轮椅的动力学模型,对其进行了动力学特性仿真,验证了整个系统的可行性和有效性.     

基于Bayes方法的小子样可靠性分析

少量数据的可靠性分析与评定一直是工程实践中的技术难题之一。Bayes方法可以融合多种验前信息,并结合现场数据,从而对少量数据作出有效的参数估计。针对多种验前信息的综合应用问题,引入支持向量机(support vectormachine,SVM)理论对不同来源的信息在验前分布中的权重分配策略进行研究,提出一种新的信息融合思路。并在此基础上,提出基于Bayes理论的威布尔分布的小样本参数估计方法。最后,运用实例对Bayes方法和传统的参数估计方法进行对比分析。     

有限元的神经网络计算方法研究

根据有限元总刚矩阵经修正后具有正定性的特点以及弹性体位能函数的具体形式，提出一种新的神经网络有限元计算模型，即模型中神经网络的能量函数与有限元的优化目标函数相等，从而避免由于神经网络自身结构的原因而带来的计算误差。同时，避免采用基于模拟退火算法等随机神经网络优化计算方法时求解结果的随机性和设定初始退火温度To、内循环次数判据、最终停止判据等人为因素的影响。理论分析和计算机仿真表明，文中提出的方法可靠、有效。     

组合夹具结构设计自动化系统研究

在广义映射原理指导下,开发了支持“top-down”风范的组合夹具设计自动化软件系统。在对零件夹持特性分析基础上,提取夹具需求信息,建立了组合夹具的功能要求集合,并对组合夹具功－构映射关系进行了全面分析,对组合夹具概念结构实施多方案重构,并进行了实例验证。为夹具结构设计自动化软件系统的开发探索出一条新的途径。     

快速气体渗氮机理及应用研究

依据化学热力学和动力学,材料界面科学,内扩散理论以及某些元素促进共渗的机理,我们在不加催渗剂和增添设备的情况下,设计出了循环两段“C-TS”、预强渗脉动“PS-P”及双重量“DB”快速渗氮新工艺。新工艺省时节能,节约原材料,渗氮效果良好,已成功地用于生产并取得了明显的经济效益。新工艺不仅适用于38CrMoAlA渗氮专用钢,还适用于42CrMo、40Cr、30CrMnTi、23Mn3V2Al等材料,应用前景十分广阔。     

独立公理在多目标优化设计中的应用研究

将公理设计理论引入优化设计中,阐述基于公理设计的优化设计思想,提出基于独立公理的多目标优化设计方法.通过确定主要的设计参数,将设计参数按无耦合设计的形式分组,生成函数依赖关系表,依照一定的次序对各目标函数进行优化,并给出基于独立公理的优化设计流程.实例结果表明,该方法简便可行,可为圆柱螺旋压缩弹簧以及其他产品的设计提供一种新的方法.     

APPROACH ON INTELLIGENT OPTIMIZATION DESIGN BASED ON COMPOUND KNOWLEDGE

A concept of an intelligent optimal design approach is proposed, which is organized by a kind of compound knowledge model. The compound knowledge consists of modularized quantitative knowledge, inclusive experience knowledge and case-based sample knowledge. By using this compound knowledge model, the abundant quantity information of mathematical programming and the symbolic knowledge of artificial intelligence can be united together in this model. The intelligent optimal design model based on such a compound knowledge and the automatically generated decomposition principles based on it are also presented. Practically, it is applied to the production planning, process schedule and optimization of production process of a refining & chemical work and a great profit is achieved. Specially, the methods and principles are adaptable not only to continuous process industry, but also to discrete manufacturing one.     

负刚度理论及其应用的研究

本文探讨了机械加工中产生负刚度的理论条件。得出了大小不等的双刚度轴的存在是产生负刚度的基本条件。并通过理论计算与实验,提出利用从负刚度到正刚度的变化区来提高机械加工精度的有效措施。     

基于广义特征的零件信息模型研究

针对并行工程的需求,基于广义特征和ＳＴＥＰ标准建立了零件信息模型,并在Ｐｒｏ／Ｅｎｇｉｎｅｅｒ软件二次开发的基础上,实现了一个基于特征的ＣＡＤ系统,该系统可实现自动特征识别。基于所建立的零件信息模型,系统可自动生成ＳＴＥＰ文件,为设计的后续过程提供丰富的零件信息,便于实现ＣＡＤ与后续过程的集成和并行。利用建立的零件信息模型,实现了ＣＡＤ／ＣＡＰＰ／ＤＦＭ的信息集成。     

含裂纹板断裂韧度厚度效应的理论研究

从理论角度对断裂韧度厚度效应进行研究。在线弹性断裂力学与含裂纹板的二维位移场的基础上，给出分离变量型的具有待定函数的三维位移场的表达式，进而通过几何方程与物理方程获取三维应变场和三维应力场。进一步，通过虚位移原理，使用变分方法建立待定函数所应满足的支配方程与边界条件，从而确定待定函数。基于上述分析，建立一个断裂韧度与试样厚度关系的理论表达式。最后通过两种试验材料LY12CZ（L-T）与TC4（L-T）进行验证。     

基于模态和刚度的车门轻量化研究

以某车型左前车门为对象,将拼焊板与自适应响应面法相结合的方式应用于车门部件厚度优化进行轻量化研究.在Hyperworks中建立车门有限元模型,并对其进行模态、刚度分析.利用Hypermesh共节点模型模拟激光拼焊技术,将原点焊车门内板前、后部采用拼焊板方式连接进行优化设计.通过灵敏度分析,选取部分板件在HyperStu...