某发射塔起重机悬臂梁结构拓扑优化设计

基于有限元理论和拓扑优化方法,以某航天发射塔起重机悬臂梁为研究对象,以刚度值的质量控制为目标,通过理论建模、静力学计算和拓扑计算对悬臂梁进行质量优化,经对比分析确定最优结构形式。结果表明：优化后的结构性能和经济性能满足工程要求。目前该设计已经在工程实践中成功应用。     

SSWZ330重型联轴器的渐进结构拓扑优化设计

针对联轴器设计方法传统,导致该部件寿命低、构成部件的各个零件寿命差异大等问题,利用HyperWorks FEM设计分析软件,采用渐进结构拓扑优化方法,将“去除-恢复”决策和单元灵敏度算法相结合,对SSWZ330重型联轴器进行了渐进结构拓扑优化设计。优化过程中采用基于单元“去除-恢复”决策,通过计算单元应力灵敏度以及迭代灵敏度,依据给定结构的目标体积、体积进化率和滤波半径,确定删除或保留的单元,解决了传统结构设计中多约束优化问题,实现了SSWZ330重型联轴器的渐进结构拓扑优化设计。优化后的法兰叉架和套头体积减少了83%,实现了HyperWorks软件在机械部件渐进结构拓扑优化设计领域的实际应用。     

移动焊接机器人的空间拓扑结构分析

对移动焊接机器人的拓扑结构进行了分析.移动焊接机器人的基本结构主要为差速驱动的移动机器人本体配合快速调整的焊枪悬臂十字滑架.根据焊枪悬臂位置的不同可细分为焊枪位于车体前面、侧面、驱动轮的轴线上,或者焊枪悬臂可以绕驱动轮轴线中点旋转四种情况.结果表明,不同的拓扑结构,具有不同的运动行为以及跟踪适应性,其中焊枪位于两驱动轮轴线上的拓扑结构控制简单、运动灵活、焊接空间可达性强,在曲线以及大角度折线跟踪中不失为一种较为理想的选择.为不同的焊接应用场合选用不同的拓扑结构提供了选择依据.     

基于K邻近算法的连续体结构拓扑优化设计

以平面连续体为研究对象,建立了结构拓扑优化的数学模型,提出了新的结构优化方法.该方法利用K邻近理论进行结构优化的运算,给出了运算公式,定义了删除率以及进化率,并给出了计算实例,得到的结构优化结果与其他结构优化方法运算结果相近.结果表明K邻近理论结构优化方法是可行的.     

立方孔拓扑结构对多孔钛力学性能的影响

采用钛网层叠烧结的方法制备出规则排列与错孔排列具备不同空间拓扑结构的多孔钛。采用扫描电镜观察多孔钛的微观结构,利用具有双差动位移传感器采集变形的Instron力学试验机测试样品压缩应力-应变曲线。通过压缩应力-应变曲线上弹性阶段中的曲线斜率求得其杨氏模量,以规定非比例压缩强度σ0.2为多孔材料的强度指标。经对比研究发现:2种不同的排列方式形成不同的空间拓扑结构。当方形孔错排时,弹性模量和屈服强度均呈现不同程度的下降,且弹性模量下降的幅度远远大于屈服强度下降的幅度。通过力学解析模型分析可知,挠度屈服和应力集中是力学性能下降的主要因素。     

立式铣削加工中心立柱结构拓扑优化设计

基于连续体ICM拓扑优化方法,结合CAD/CAE系统,提出以模态频率为目标的结构拓扑优化模型,运用该模型完成XH715立式铣削加工中心立柱结构拓扑优化设计,其动静态性能有较大的改善,为后续的整机优化和详细设计提供了理论指导和设计原型.     

含微桁架填充的航空框梁结构拓扑优化设计

微桁架材料具有承载能力强、轻量化程度高、可设计空间大等特点,是航空结构设计应用中极具潜力的一类新型材料.在典型结构件中填充微桁架材料是实现轻量化的重要途径,而强大的拓扑优化技术提供轻量化设计思路.以典型航空框梁结构为研究对象,提出含微桁架填充的结构拓扑优化设计方法.首先对原有设计方案进行性能评估,获得进一步拓扑优化的性...     

基于拓扑优化的深孔钻床主轴箱的结构重构

为有效提高深孔钻床关键件的动态性能并减轻其质量,运用有限元分析和拓扑优化相结合的方法,对Z8016深孔钻床主轴箱进行了结构优化设计.利用Pro/E对Z8016主轴箱初始结构进行了三维建模并导入HyperMesh进行模态分析;根据变密度法的基本思想,建立以箱体结构的相对密度为设计变量、以一阶固有频率最大化为目标函数、以体积分数(质量)为约束条件的拓扑优化模型,并以HyperWorks/OptiStruct软件为工具,对其进行拓扑优化,得到了主轴箱材料的最优分布图;根据优化方案对初始结构进行了重构设计.研究结果表明:改进后的主轴箱结构,一阶固有频率提高了6.71%,质量减少了6.85%,动态特性满足设计要求,从而为深孔加工机床中其他关键部件的结构优化提供了参考.     

基于感应视磁阻抗法的接地网拓扑结构和故障的检测系统

基于感应视磁阻抗法研制出能分辨接地网拓扑结构以及检测断点和腐蚀点的检测系统,并针对检测系统进行仿真计算和模拟接地网现场试验.结果表明:通过仿真结果和试验数据可以分辨出接地网的拓扑结构,以及断点和腐蚀点的故障诊断,验证了检测系统的可靠性和准确性.     

基于PMAC运动控制卡的AGV控制系统设计

介绍了一种基于PMAC运动控制器的AGV控制系统.建立了以PMAC为核心的AGV控制硬件结构,并采用Visual C++设计其控制软件.结果表明:使用PMAC作为AGV的控制器进行软硬件设计能够实现自动引导车的精确定位,并且能够降低系统的开发难度.     

基于视觉的无线充线圈自动贴膜机设计

为了解决手机无线充线圈人工贴中转膜过程中存在效率低、易出错等问题，设计一款基于视觉的无线充线圈自动贴膜机。根据工艺要求，设计自动贴膜机硬件系统，包括中转膜出料机构、空间四轴运动机构、视觉系统部件、线圈工位运行装置等；视觉系统采用上、下相机，分别对线圈及中转膜进行图像采集，以海康威视VisionMaster为视觉算法平台进行图像处理与编程。从无线充线圈自动贴膜机实际使用情况看出，设备运行良好，生产效率提高了6倍，产品合格率达到99.9%,达到了预期的目标，经济效益大大提高。     

基于倍福CX控制器的AGV控制系统设计

对传统的人工叉车进行自动化改造可以大幅度提高车间物流自动化水平。以倍福控制器CX5130作为AGV控制核心,倍福控制器分别与激光导航传感器和无线终端通过TCP/IP协议通信,实现与AGV本体和调度系统的数据交换。激光导航传感器通过反光柱返回激光导航仪发射的激光束实现AGV的定位。倍福HMI界面作为人机界面方便操作和监控。实现AGV的自动运行之后,通过PID算法提高了AGV的定位精度。实验结果表明:所设计的控制系统能满足AGV系统使用要求,成本低,验证了其有效性和可行性。     

双驱双向AGV控制系统设计

以工业平板电脑+可编程多轴控制器(PMAC)构成开放式控制器硬件系统,采用面向对象的C++程序设计语言进行上位机控制系统软件开发。根据技术要求进行系统功能需求分析,采用模块化的思想,设计系统软件总体结构;介绍了导航模块纠偏算法的实现。最后以双驱动双向AGV为机械本体进行停车定位测试。结果表明:该AGV的平均定位精度为5.144 mm,最大的定位精度为9.232 mm,其精度满足要求,该控制系统软件较好地完成了导航定位任务。     

基于Linux的AGV控制系统人机界面的开发

AGV是应用于物流运输当中的自动化设备,它属于轮式机器人的一种.针对AGV的运动结构特点,提出一种以RTLinux为软件平台的结构,对其软硬件结构进行了具体分析,并介绍了使用Comedi软件包开发RTLinux平台下驱动程序的步骤和方法.     

基于Arduino单片机的微型智能自动循迹搬运车的设计

设计开发了一台微型智能自动识别循迹搬运车,能实现自动循迹、自动抓取和自动搬运,并能按照搬运对象的颜色进行分类存放。系统由机械部分和控制部分组成。机械部分由卷吸装置、储运装置、行走装置及底盘等组成。控制部分硬件由单片机、循迹传感器、颜色传感器和红外光电传感器等组成,软件通过Arduino单片机进行统一控制,其包括循迹模块、自动抓取模块、颜色识别模块和分类存放模块等。通过自行设计的场地和目标小球进行了实验,实验结果证明该单片机配合相应的软硬件系统,可实现对物体的自动循迹、储运和分类存放。     

三轮无轨AGV轨迹误差的模糊控制研究

AGV是现代自动化物流系统中的关键设备之一，为了完成搬运任务，必须对其轨迹误差进行控制。文章以三轮无轨AGV为例，在推导其运动方程的基础上，详细研究了其轨迹误差的组成，提出了三轮无轨AGV的运动控制模型及其模糊控制策略，并利用MATLAB进行仿真研究，仿真结果表明了所提算法的有效性。     

基于S7-1200 PLC的AGV控制系统的设计与实现

以西门子公司S7-1200 PLC作为AGV运动控制器,利用磁导航传感器对地面铺设磁条路径寻迹,通过RFID对站点位置进行读取,同时以触摸屏作为人机交互界面,开发建立了AGV控制系统。实现了AGV的直行、转向、自动运行、调速及站点停车等功能。通过实验表明,使用该控制系统的AGV在运行过程中稳定可靠,操作便捷,很好地实现了功能需求。     

基于无线传输的动态转矩仪的机械结构设计

各种机械产品的研发、测试分析、质量检验、安全或优化控制中很多都需要进行动态转矩测量。对无线传输的动态转矩仪器的机械结构和主要零部件进行了设计,选用合理的弹性轴、联轴器等零件,并对壳体和底座的结构形状和尺寸进行了设计,提高了动态转矩仪的测量精度和可靠性。     

华中8型数控系统无线电子手轮设计

数控系统标配有线电子手轮，由于连接线约束，导致使用过程存在诸多不便，尤其大型龙门机床。为此，基于无线射频技术，开发面向华中8型数控系统的一种低功耗、高可靠性无线电子手轮。进行整体方案设计，接着完成信号采集电路、信号传输电路及软件模块的开发，最后开展无线电子手轮的功能测试与验证。相关测试结果表明：无线电子手轮具备了有线电子手轮的全部功能，操作方便，稳定可靠，工程应用价值较好。