挖掘机臂杆长度的运动学优化

机械的运动优化应先于动力优化实施,但运动优化目标函数难以确定,因此应用较少,挖掘机是一种仿生工程机械,工作对铲斗应能在工作空间中沿任意路径迅速移动,基于矩阵奇异值分解建立的,运动能力准则可以较准确地衡量护斗参考点沿任意方向快速运动的能力,并由此得到挖掘机动臂和斗杆的最优长度比。     

基于核环境下应急机器人机械臂结构分析与优化设计

为了探究应急机器人在核环境下安装不同工具头作业时机械臂的强度和可靠性,分析设计的合理性,为改进结构、提高性能稳定性及延长寿命提供依据,建立了应急机器人的有限元模型,并选取破碎锤和挖斗两种典型末端工具作业时的两种不利工况,通过ANSYS有限元软件进行静力学仿真分析。结果表明:应力集中主要发生在工具头施力处及油缸与臂铰接处,是可能产生破坏的主要原因。针对动臂进行结构优化设计,使其重量由41.7 kg优化为30.1 kg,减重28.06%;并根据优化结果加工出试验样机,将理论分析用于生产实践上,验证了优化结果的可行性。     

XZ—1型机器人大臂自重弹簧式完全平衡装置的优化设计

本文简要介绍了ＸＺ－１型机器人大臂自重弹簧式完全平衡装置的结构组成和平衡原理，给出了大臂自重平衡中自重力矩、弹簧平衡力矩及弹簧变形量等的计算公式，讨论了弹簧式完全平衡装置优化设计的数学模型，最后对优化结果作了初步的分析。实践表明本文介绍的机器人大臂自重平衡装置，具有结构简单、紧凑、无碍机器人外观及平衡效果好等特点。     

焊接机器人大臂的结构分析与优化设计

对焊接机器人的大臂进行结构分析,得到了焊接机器人大臂的动态应力云图和静态应力云图。根据结构分析结果,结合设计经验,对焊接机器人的大臂进行优化设计。仿真结果显示,优化设计后的焊接机器人大臂在静态变形增大1.5%,3阶固有频率降低24%的情况下,动态变形减小8.3%,动态应力减小37.2%,静态应力减小75.2%,质量减小11.7%,1阶固有频率提高133.5%,2阶固有频率提高38.9%。仿真结果表明,所采用的结构分析与优化设计方法具有较好的优化效果和工程实用性。     

碳纤维麦弗逊悬架控制臂轻量化设计

建立悬架动力学模型,对控制臂在冲击、转向、制动三种工况下的边界载荷进行研究,并以控制臂体积最小为优化目标,结合优化设计数学模型利用拓扑优化软件Opti Struct对碳纤维悬架控制臂进行了结构优化,获得控制臂基本形状以及材料的最优化分布。根据优化结果,对控制臂进行了结构设计,并通过有限元仿真,对各种工况下碳纤维控制臂的应力以及位移进行了研究,结果表明,通过轻量化设计的碳纤维控制臂在符合强度和刚度要求的同时,比钢结构控制臂轻45.6%。     

喷涂机器人机械臂运动轨迹优化

喷涂机器人机械臂是工业自动化的重要部分,需对其的运动轨迹进行优化。为了使机械臂更好地融入到自动化生产中,首先建立了机械臂的三维模型。基于Bezier建立了机械臂运动轨迹的曲线模型,并求解出了曲线表达式;同时使用三角Bezier得到机械臂运动轨迹的曲线模型,并将求解结果与Bezier曲线计算结果相比较,得到两种优化方法的差异性。研究表明：采用三角Bezier曲线进行机械臂的运动轨迹规划,可以使关节的角加速度和角加加速度都连续,有效地防止它在工作过程中发生振动和冲击。     

基于Optistruct碳纤维复合材料敞车下侧门的优化设计

敞车是铁路运输煤炭、道砟等散装物品的主型车辆。在长期经受日晒雨淋、外力撞击及运输物品的化学侵蚀下,敞车下侧门易出现严重破损和变形。针对该问题进行深入研究,以70 t级通用敞车下侧门为研究对象,采用HyperMesh软件对下侧门原结构进行静力学分析,校核其强度和刚度,并在此基础上对下侧车门结构和材料进行双重优化设计,用碳纤维复合材料代替传统钢材。这不仅提高了其力学性能,而且达到了减重的效果。校核优化后的下侧门力学性能,结果表明用碳纤维复合材料代替传统钢材,不仅提高了下侧门的力学性能,解决了腐蚀、破损及变形等既有问题,而且实现了车辆轻量化,达到了减重和降低能源消耗的绿色环保要求。     

XZ－1型机器人大臂自重弹簧式完全平衡装置的优化设计

本文简要介绍了ＸＺ－１型机器人大臂自重弹簧式完全平衡装置的结构组成和平衡原理,给出了大臂自重平衡中自重力矩、弹簧平衡力矩及弹簧变形量等的计算公式,讨论了弹簧式完全平衡装置优化设计的数学模型,最后对优化结果作了初步的分析。实践表明本文介绍的机器人大育自重平衡装置,具有结构简单、紧凑、无碍机器人外观及平衡效果好等特点。     

管道清灰机器人操作臂优化设计模型的建立

为使管道清灰机器人操作臂机构的优化设计过程简化,经分析管道清灰机器人操作臂的特点,将其分解为六连杆转斗机构和举升机构两大功能相对独立的子机构。通过选取对操作臂性能影响最大的初始铲取位置时的传动比的倒数为目标函数,以边界约束、性能约束、运动协调性约束、油缸稳定性约束等为条件,建立了管道清灰机器人操作臂优化设计数学模型。应用Matlab/Simulink软件编制了优化计算程序,分析得到了管道清灰机器人操作臂的优化尺寸参数。为管道清灰机器人的整体优化提供了思路,同时,为今后此类六杆机构的设计提供一定的理论依据和方法。     

吊车臂杆校正机

全液压汽车超重机在起呈重物作业时,若违章操作或指挥不当等,会发生汽车(?)事故。造成伸缩壁杆弯曲(?)下面介绍修复臂杆校正机。 臂杆总成是由几节套在一起的臂杆组成,各节臂杆之间的间隙很小,一般在2～5mm。臂杆不仅要有足够的强度,而且抗弯曲、抗扭曲能力也应很强,挠度在全长(1×10~4mm左右)上不得超过3mm。 自行设计NK-200T型吊车臂杆校正机(图1)由底座(矩形结构)3、龙门架(H形结构)5、长轴(套管)6、横梁(槽钢)7和千斤顶(1×10~6N)8等组成。工作范围:各种臂杆的截面尺寸小于800mm×500mm,最大工作压力2×10~4MPa,工作跨度可调节,分为1m、3m、4m和5m。     

基于分级优化方法的碳纤维复合材料笔记本电脑后盖轻量化设计

为解决压力作用下笔记本电脑后盖变形后对LCD屏产生破坏和后盖结构过重的问题,基于分级优化方法,建立了静压工况下笔记本电脑后盖数值计算模型.通过使用碳纤维复合材料,并联合运用铺层角度优化、自由尺寸优化、尺寸优化和铺层次序优化的分级优化方法,使笔记本电脑后盖质量由157g降至90g,笔记本后盖最大变形量由18.2mm降至6.5mm,LCD屏最大压应力由12.1MPa降至8.4MPa.     

基于碳纤维复合材料的空间相机高比刚度主承力板优化设计

提出了复合材料和金属预埋件互嵌整体成型的设计方法。根据同轴三反光学系统中光学元件的空间布局和碳纤维复合材料的工艺特点和材料属性,设计了一种碳纤维基体与钛合金预埋件互为镶嵌的相机主承力板。首先,以碳纤维复合材料基体为核心,优化设计了基体的筋格形式和厚度,并对金属预埋件进行了布局和轻量化设计;然后,分析了碳纤维主承力板的模态和变形;最后,进行了振动环境试验,验证了设计及分析的准确性。检测和试验表明,纤维主承力板的最大外接圆直径为Φ870 mm,厚度为130 mm,质量为15.6 kg,平均体密度仅为0.313 g/cm3,主承力板一阶频率达到479.2 Hz,满足了空间相机的高动态刚度、轻质量、高安装精度要求。     

基于PCL-839开发教研型机器人操作臂控制系统

阐述了一种基于PCL-839卡开发的教研型机器人操作臂专用运动控制系统,并针对操作臂硬件进行了模块化设计,利用VC工具在Windows环境下研究开发了控制软件.     

基于MATLAB的压杆优化设计

建立考虑轴向稳定性和强度要求的阶梯型变截面压杆的优化模型,并使用MATLAB优化工具函数作为"黑箱",按照所建模型的约束条件和目标函数建立M文件,调用优化工具函数,可以快速获得优化过程信息和结果.     

继电器控制的爬杆机器人

为了制作既能爬杆又能按规定投球的机器人,设计并试制了气动机器人.阐述了它的结构、动作原理、电器控制原理和各种特点.该机器人通过继电器和棘轮机构进行控制,其设计独特,在实际运行中,具有动作可靠、投球准确,还有结构紧凑和投资低的特点.     

S-100高空作业车臂杆的修复

介绍了高空作业车臂杆损坏的修复方法。     

碳纤维环氧树脂复合材料的吸湿行为

论述由两种环氧树脂基体、两种固化条件制作的碳纤维复合材料，在两种不同条件下的湿热老化试验，取得了沸腾蒸馏水浸泡120h、湿热老化10000h的老化试验数据。揭示了复合材料力学性能和吸湿量之间以及老化时间和吸湿量之间的关系，评定了材料的耐湿热性能。     

LS368RH-5履带式起重机臂杆的修复

ＬＳ36 8ＲＨ - 5履带式起重机是日本住友公司生产的全液压履带式起重机 ,最大起重量为 2 5 0ｔ,可以组合多种不同臂长的悬臂式和塔式工况。该机在一次施工中由于操作不当 ,将 6ｍ和 9ｍ轻型臂杆的各 2节损坏。然而这种薄型臂杆在国内购不到 ,日本也己停止生产 ,而类似壁厚的整