平面连杆机构平均传动角及其应用研究

指出了用最小传动角衡量机构力传递性能的不足,提出了机构工作行程平均传动角的概念.计算结果显示,相对最小传动角,平均传动角更好地反映了机构力传递性能.分析了计算曲柄摇杆机构平均传动角的主要问题,给出了曲柄摇杆机构平均传动角的计算框图,简要分析了工作行程平均传动角在平面连杆机构设计中的应用.     

刀具几何参数对钛合金铣削力和表面完整性的影响

针对TC18钛合金铣削过程,采用正交试验研究了硬质合金刀具几何参数对铣削力和表面完整性的影响,建立了铣削力经验模型,并分析了铣削力对刀具前角、后角和螺旋角的绝对灵敏度和相对灵敏度;采用田口法分析了刀具几何参数对表面粗糙度和表面残余应力的影响。结果表明：大前角、小后角、大螺旋角的条件下铣削力较小,铣削力对刀具螺旋角的变化最敏感,对后角次之,对前角最不敏感;铣削表面均为残余压应力,刀具螺旋角对表面粗糙度的影响显著,刀具后角对表面残余应力的影响显著。     

五角棱镜的三维抖动及制造角差对转向角的影响

根据旋转变换矩阵和光线矢量追迹理论,运用MatLab编写通用的五角棱镜的光线矢量追迹函数及相关分析程序,详尽、全面地分析了五角棱镜的三维抖动及制造角差对其转向角的影响。分析结果表明:制造角差只与沿扫描方向的转向角偏差成线性关系,当满足一定关系时,制造角差对转向角无影响;滚动角、偏摆角与垂直于扫描方向的转向角偏差成线性关系,偏摆角与沿扫描方向的转向角偏差成二次函数关系。最后还给出了在一定范围内精度较高的近似公式。     

全捷联图像导引头视线角速率精度分析

为分析全捷联图像导引头视线角速率精度影响因素,提出了视线角速率精度分析算法。首先,提出了视线角速率解耦算法;其次,根据误差理论详细分析了视线角速率各误差源的误差灵敏度并提出了精度计算方法;再次,分析了体视线角、弹体角速率、姿态角与体视线角速率等误差形成机理与精度影响;最后,建立了半物理仿真实验系统进行算法验证,结果表明,视线高低角速率与方位角速率的估算精度分别为0.273°/s与0.235°/s,实验结果分别为0.281°/s与0.242°/s,相对误差分别为2.85%与2.89%,验证了视线角速率精度估计算法的正确性与精确性。研究结果可以用于全捷联图像制导控制系统总体设计过程,并为视线角速率精度估计与指标分配提供理论依据。     

滚仰式导引头跟踪回路角增量优化

提出了一种角增量的生成及优化方法,用于解决滚仰式导引头跟踪回路角增量指令的提取问题。介绍了一种滚仰式导引头结构组成及其工作原理;根据脱靶量信息和探测器焦距给出了滚转和俯仰框架的位置回路角增量;将角增量标定为以两框架零位为起点的绝对角位置指令,其中,俯仰框的角位置指令标定区为[0,π/2],滚转框的角位置指令标定区为[0,2π)。依据减小滚转框角增量的原则,将导引头滚转框的当前框架角在[0,2π)内均分成4个象限,在不同的当前框架角范围内给出了相应的角增量优化策略。最后,设计了角增量优化指令的半实物实验以验证方法的可行性。实验结果表明:文中提出的指令提取和优化方法可以实现对目标的跟踪,跟踪误差为0.149 4°。     

半实物仿真中三轴转台姿态运动相似性研究

讨论了在飞行器半实物仿真中,三轴转台的指令姿态角与框架角的理论关系,使转台指令角速率与转台输出的框架角速率相匹配,达到真正的姿态运动相似性,实现飞行器的精确姿态模拟。首先,介绍了飞行器的坐标系和姿态角、转台的坐标系和姿态角、以及两种三轴转台(立式三轴转台和卧式三轴转台)的驱动方程和姿态微分方程。说明了姿态相似性的本质是转台框架输出角速率复现弹体理论角速率,进而使姿态矩阵相似。提出的姿态矩阵相似性方法,理顺了飞行器姿态角与转台框架角之间的关系,有效消除了转台环架结构的影响。数字仿真表明,在转台指令姿态角设置时,转台环架结构影响了理论角速率复现;提出的方法实现了两种三轴转台姿态运动的相似性。半实物仿真说明,研究的方法有效解决了高超声速飞行器飞控半实物仿真系统中姿态运动相似性问题。     

基于最佳平均传动角的曲柄摇杆机构设计

在给定摇杆最大摆角的情况下,借助于极位夹角和辅助角,建立了平均传动角最优的曲柄摇杆机构优化模型.依据曲柄摇杆机构的3种不同分类,对每种分类都建立了求取平均传动角的方法,求出每种分类下的最大平均传动角后,比较这3个最大平均传动角,得到全局最大平均传动角,并确定相应的各杆杆长.最后,通过一个实例介绍了这种方法是如何实施的.     

基于单压电执行器的光栅刻线摆角修正

考虑机械刻划光栅刻线摆角对平面光栅衍射波前质量的影响,本文根据光栅机械刻划过程的特点,提出了一种单压电执行器调节方法。该方法可通过不断调节微定位工作台位移,实时修正工作台摆角导致的光栅刻线摆角误差。首先,推导出了微定位工作台位移实时修正公式。接着,采用三路干涉仪实现了微定位工作台摆角测量及其主要成分分析。最后,进行了光栅刻线摆角放大和校正实验。结果显示,摆角放大和摆角校正实验已基本达到了预期的效果,对光栅宽度为10.4mm且刻线密度为600line/mm的光栅进行修正后,光栅刻线摆角比校正前降低了64%以上。这些结果表明:采用单压电执行器方法对光栅刻线摆角进行实时修正可有效降低光栅刻线摆角,提高光栅质量;该方法可应用于大面积机械刻划光栅刻线摆角的修正。     

飞行器侧摆和前后摆对空间相机成像质量的影响

通过分析飞行器侧摆和前后摆对成像质量的影响,提出了空间相机对飞行器侧摆角和前后摆角范围的要求以获取高信噪比和高分辨力的图像。根据空间相机像移产生的机理,给出了侧摆和前后摆情况下像移计算参数的公式,及侧摆角和前后摆角引起的像移。使用调制传递函数作为图像质量的评价依据,确定了满足空间相机成像质量要求的侧摆角和前后摆角范围。分析了侧摆和前后摆对地面像元分辨力的影响。通过计算得出,满足积分级数为96级,调制传递函数不小于0.95的要求,当相机成像时侧摆角和前后摆角的控制误差为0.1°,侧摆角和前后摆角应不大于4.8°;或当侧摆角和前后摆角的控制误差为0.05°,侧摆角和前后摆角应不大于9.5°。实验结果表明,本文提出的方法简单,易于实现,适用于空间相机成像质量的研究。     

一种改进的Harris角点检测方法

为了提高传统Harris角点检测算子的性能,提出了一种改进的Harris角点检测方法。由于传统Harrsis算法依赖系数k的设置,降低了算法的实时性和检测精度,且需要通过阈值T的设置选取角点,使得角点集群现象明显。文章通过优化Harris角点检测响应函数,避免了通过反复试验设置响应函数中系数K,同时改善了目标点响应函数的精度。通过对响应矩阵的分块处理,避免了阈值设置,提高了处理速度,减少了角点集群现象,使角点检测具备了一定的自适应能力。实验结果证明了新方法比传统算法更有效地改善了角点检测的性能,具有更好的精度和实时性。     

RCF65型铣刀几何参数对铣削加工铝合金的影响

使用有限元软件Advant Edge建立有限元模型,结合文献验证所建有限元模型的准确性后,采用正交实验法分析了左、右螺旋角、前角及后角对硬质合金RCF65型铣刀加工6061-T6铝合金时的温度、功率和切削力的影响。结果表明,在给定的参数变化范围内,对切削力和功率的影响左、右螺旋角后角前角;对温度的影响前角后角左、右螺旋角。综合考虑温度、功率和切削力,RCF65型铣刀右螺旋角选25°、左螺旋角选30°、前角选12°、后角选14°时,刀具的铣削性能最佳。     

尾缘弯折角对宽攻角范围涡轮叶片气动性能影响的数值研究

采用数值模拟方法研究了涡轮尾缘弯折角对宽攻角叶型气动性能的影响,对比研究了尾缘弯折角和攻角变化对涡轮叶型载荷、出口气流角和损失系数的影响。计算结果表明:当攻角小于7°时,涡轮叶栅损失系数随尾缘弯折角增大而减小;当攻角大于7°时,涡轮叶栅损失系数随尾缘弯折角增大而增大。当尾缘弯折角一定时,涡轮叶栅损失系数先减小后增大,攻角为-23.35°处损失系数最小。随着攻角增加,出口气流角减小,叶片载荷后移。在全攻角范围内,尾缘弯折角增大,涡轮叶栅出口气流角增大,叶片载荷后移。     

封闭加压型配流盘高压范围角研究

针对配流盘高压范围角常规计算模型中存在的缺陷,建立了封闭加压型配流盘高压范围角新的计算模型,并给出了高压区柱塞个数增减关系。通过对这两种模型进行了Matlab数值模拟比较研究,探讨了封闭加压角对配流盘高压范围角的影响,分析了封闭加压角对高压区柱塞个数增减规律的影响。     

用动态水平基准测量系统实时测量船体横扭角和纵挠角

设计了动态实时水平基准测量系统,讨论了用该测量系统测量远望号测量船变形角的可行性及利用该系统测量船体横扭角和纵挠角的原理和误差项。依据测量船的实际需要确定了动态水平基准测量系统的关键技术指标,并分析了测量船体横扭角和纵挠角的测量精度。分析结果表明：系统对船体横扭角和纵挠角的测量误差均不大于3″,测量距离理论上不受任何限制,远大于200 m(测量船船体长度)。利用现有外场试验条件进行了码头停靠状态下远望号测量船两测量点间的船体横扭角和纵挠角测量试验,结果表明：利用动态水平基准测量系统实时测量船体横扭角和纵挠角的方法切实可行,不仅提高了测量精度,而且克服了传统的大钢管基准测量法体积大、重量沉,装调及维护困难等缺陷。实验显示,该动态实时水平基准测量系统的应用领域相对广泛。     

角点检测方法研究

角点是图像的一个重要局部特征,它决定了图像中目标的形状,因此在图像匹配、目标描述与识别及运动估计、目标跟踪等领域,角点提取都具有重要的意义.根据实现方法的不同可将角点检测分为基于边缘特征的角点检测、基于灰度图像的角点检测、基于二值图像的角点检测和数学形态学4类.详细阐述了这几种角点检测方法,并对不同方法逐一进行归纳分析,在最后指出了今后角点检测技术的研究方向和发展趋势.     

钢球滚子弧面凸轮分度机构的压力角计算

根据空间凸轮曲面压力角的定义,推导出钢球滚子弧面凸轮分度机构压力角的解析表达式,分析了该机构压力角出现最大值的情况,同时对如何降低最大压力角提出了一些改进措施。     

基于DOE的加工汽车碳纤维材料的新型钻头设计与优化

针对加工汽车碳纤维材料的钻头寿命短、加工质量差的问题,设计了一种新型钻头。通过DOE(design of experiment)试验方法,给出了钻头齿数、前角和后角等3个参数的全因子试验方案。利用MINITAB软件对试验数据进行回归分析,并利用响应优化获得最优设计参数。结果表明：齿数和后角对钻孔个数及钻头寿命影响不显著,前角对钻头寿命有显著影响,后角与前角的交互作用对钻头寿命也有显著影响。齿数、前角和后角对第一孔钻孔时间及钻孔速度有显著影响,齿数与后角的交互作用以及前角与后角的交互作用对钻孔速度有显著影响。通过试验测试验证优化后的最佳设计参数是有效合理的。     

双摆角铣头摆角切削力矩的计算研究

双摆角铣头是高档数控机床的关键功能部件之一。双摆角铣头结构是实现大型数控龙门镗铣床及加工中心五轴联动的主要形式。首先介绍了通过实验方法计算切削力的过程,在摆角范围给定的条件下,通过理论推导和计算给出了某种结构A/B双摆角铣头摆角切削力矩的计算公式,最后通过特殊位置和任意位置进一步验证了公式的正确性。摆角切削力矩是摆角驱动力矩的重要组成部分,此计算公式的研究对摆角铣头的结构设计具有重要的指导意义。     

车削螺纹的误差分析与解决方法

对车削螺纹时产生的误差进行了分析,确认刀具前角会引起牙型角误差。通过对刀具前角与牙型角的关系进行计算,提出确定刀具前角后再刃磨牙型角的方法。应用所提出的方法,可以消除车削螺纹所产生的误差,加工出合格的螺纹。     

阿贝原则在角度测量上的拓展应用研究

为了减少角度测量误差、提高含精密轴系的精密仪器的测量精度和精密机械的定位精度,回顾了古典阿贝原则及拓展理论,并将其推广到角度测量领域,定义了测角阿贝误差的概念,测角阿贝误差由阿贝角和阿贝臂共同作用产生。以关节类坐标测量机中精密轴系为例,使用光电自准直仪和平面镜对阿贝角进行测量,进而得到测角阿贝误差,实验结果表明测角阿贝误差是测角误差的重要组成部分,占25.5%,修正测角阿贝误差后,测角精度提高了12.8%,在此基础上,当配合使用多面棱体修正测角误差时,测角精度提高了93.2%。