巷道巡检机器人隔爆箱体轻量化设计

为了最大限度地减轻巷道巡检机器人的质量,增加机器人的续航能力,基于ANSYS Workbench软件对某轮式巡检机器人的隔爆箱体进行了轻量化设计.使用Pro/E软件建立了巡检机器人隔爆箱体的参数化模型,并导入ANSYS Workbench进行静力学分析.基于分析结果和所建立的优化方程,使用目标驱动优化方法对机器人隔爆箱体进行了优化分析,得出了在满足相关限制条件下质量最轻的箱体参数.对优化结果进行进一步分析后表明:壁厚对箱体质量影响最大,增加箱体长宽比可以减小箱体质量.     

大型衍射光栅刻划机刀架导轨设计

根据衍射光栅刻划机刀架导轨的精度指标要求以及刻划机的整体结构,设计了刀架导轨并建立了三维模型。运用ANSYS软件进行了刀架导轨静力学分析,分析结果表明,设计的刻划机刀架导轨满足其精度指标要求。     

外骨骼机器人膝部三铰点零件轻量化研究

为了满足康复训练外骨骼机器人的结构轻量化要求,提出了拓扑优化与响应面法相结合的结构优化方法,通过对某康复训练外骨骼机器人膝部三铰点进行了轻量化研究与多目标优化设计,利用拓扑优化工具对其零件进行初步优化,然后以质量、最大位移及最大极限应力为目标,以零件尺寸为设计变量,进行多目标优化设计。结果表明,在满足刚度和强度的前提下,2次优化后的三铰点零件质量减轻了26.14%,为康复训练外骨骼机器人的轻量化与实用性研究,提供了新的途径。     

基于ANSYS Workbench的焊接机器人的性能分析

对ABB公司2600ID焊接机器人进行研究,分析其结构性能以便为其之后的结构改进提供重要的数据依据。采用ANSYS对研究的焊接机器人简化模型进行结构静力学分析,得到机器人工作时的薄弱环节。然后针对薄弱环节进行结构动力学模态分析,得到其前6阶振型云图,分析它的固有频率和各阶的振动型态,确定其工作时产生的振动变形。基于此对薄弱环节进行谐响应分析,确定其在工作过程中具体的变形以及应力变化情况。利用ANSYS对机器人的分析结果可以很好的指导机器人的工作并减少对机器人产生的危害,同时为结构的改进提供重要的数据依据。     

教学机械人关键部件的设计与研究

介绍了教学机器人的主要结构,采用ANSYS软件对关键部件连接法兰进行了优化设计,并且分析了连接法兰的振动型式,为机器人整机合理设计提供了一定的理论基础.     

基于ANSYS与PRO／E的直坐标机器人设计

通过Pro/E对3自由度直坐标机器人进行了设计,包括行走机构、手臂的升降、伸缩机构等,并对机器人的零部件进行了实体建模及总体装配,最终用有限元分析软件ANSYS完成了主要零部件的静力学分析,为机器人的优化设计提供了技术支持.     

燃气管道机器人行走轮架多学科优化设计

燃气管道机器人作为一种集铺设、检测、修复为一体的工具在管道工程领域得到愈来愈广泛地应用.由于管道空间的局限性,在同等带载能力的情况下,机器人结构的轻量化就显得尤为重要.介绍了一种多学科耦合作用下的结构快速优化设计技术,提出将多学科设计方法应用于燃气管道机器人结构设计,实现了该机器人运动结构综合性能优化.建立行走架结构三维模型,以结构轻量化为设计目标,结构静强度、振动性能等为约束,基于多学科协同优化设计思想建立设计优化模型.通过应力分析、质量对比,结果表明,优化后的设计不仅满足强度,而且质量相比之前大幅度减轻,有利于节省成本,对于机器人的轻量化研究有重要意义.     

斜拉桥缆索检测机器人设计及其动力学研究

针对斜拉桥缆索检测作业的智能化问题,设计了一种轻量化的能够自适应缆索直径的机器人.首先通过建立缆索检测机器人动力学模型,计算得到机器人在静止和爬升工况下的理论参数,并将其作为仿真模型的边界条件;然后参照仿真结果对机器人关键部件进行修改优化,设计制作机器人本体结构,并开发适用于样机的FSR薄膜测压系统,对柔性体弹簧进行预...     

矿井提升机主轴的应力应变分析

利用SolidWorks软件建立了双卷筒缠绕式提升机主轴的三维模型,利用ANSYS软件对其在六种工况下进行静力学分析。实现了主轴静强度和静刚度的校核,得到了主轴的应力应变分布规律,为双卷筒缠绕式提升机主轴结构的改进设计、寿命计算等提供了依据。     

基于有限元法桥式起重机主梁应力分析及优化设计

为了进一步提高50T/10T-16.5m的双梁桥式起重机的结构性能,寻找主梁的最优设计尺寸,对其进行轻量化设计。首先利用ANSYS软件对主梁正常工况和两种特殊危险工况(吊重自由跌落后紧急制动和歪拉斜吊)进行应力分析寻找最危险节点位置,然后对正常工况下主梁进行优化设计,分别以主梁截面尺寸和构件板厚为设计变量、主梁最大应力和最大挠度为状态变量、主梁质量为目标函数建立优化数学模型,最后用ANSYS软件进行优化分析并得到结构最优设计尺寸。结果表明,对桥式起重机不同工况下进行有限元分析,并在此基础上进行截面参数优化设计,明显改善了主梁腹板截面突变处应力集中现象;以最优设计尺寸建立的主梁模型不仅满足强度刚度的要求,而且主梁质量减轻23.1%,从而实现了简化结构、降低重量和制造成本的目的。     

板状相变蓄冷单元快速释冷特性实验研究

间歇工作高通量发热设备的紧凑高效冷却系统中需用到快速相变蓄冷单元。以膨胀石墨基定型相变材料为主要原料制备了板状相变蓄冷单元,在自建实验台上通过改变取冷流体的进口温度和流量对其快速释冷特性进行实验研究。结果表明:在释冷过程中,瞬时释冷强度q持续减小,先快后慢;累积释冷量Q持续增大,亦先快后慢;综合传热系数K则先快速减小,继而平缓波动;取冷流体流量仅对K有明显影响,进口温度对K、q和Q均有明显影响。在8种实验工况下,潜热释冷阶段K的平均值在279～402W/(m^2·K)范围内,10min内q的平均值为2.67～3.82kW,Q可达2 300kJ以上,基本满足特定情况下的使用要求。下一步应优化板状快速相变蓄放冷单元表面的传热纹理结构,进一步改善释冷特性。     

金属丝状材料对预混气体爆炸影响规律研究

在自主设计加工的气体爆炸瞬态压力实验装置中,填充Cu、Al、Ni、Fe金属丝状材料后分别进行甲烷-空气(体积比为12%)和丙烷-空气(体积比为8%)预混气体的密闭爆炸实验,测定爆炸瞬态压力变化情况并进行对比分析。研究结果表明:填充金属丝状材料后爆炸压力峰值明显减小,说明能够有效地抑制可燃气体的爆炸;不同金属丝状材料的抑爆效果有明显的差异,其中Ni、Fe金属丝状材料抑爆性能明显优于Cu、Al金属丝状材料;随着可燃气体的分子质量的增加,Ni、Fe金属丝状材料抑爆性能优于Al、Cu金属丝状材料抑爆性能的现象更加明显。     

大落差管道注水清管过程不满流水力模型研究

为了阐明大落差管道注水清管过程中复杂的不满流现象,结合一条大落差管道对其开展深入研究。根据大落差管道注水清管特点,从力平衡以及能量平衡角度出发,提出了一种求解不满流的数学模型,该模型能较好地描述大落差管道注水清管过程中的不满管流动。针对管内被压缩气体与液流耦合求解的难点,提出了一种耦合计算方法。基于该计算方法对大落差管道的不满流过程进行求解,并通过分析计算结果,揭示了大落差管道注水清管过程中的不满流特性。结果表明,在计算清管所需总压力时应考虑不满流的影响,否则会造成计算结果偏小。     

一氯均三嗪型转光剂的合成与荧光性质研究

基于铕离子多元配合物分子结构,设计合成了一种新型的Eu(Ⅲ)与噻吩甲酰三氟丙酮(HTTA)、三苯基氧化膦(TPPO)和对氨基苯甲酸(PABA)与三聚氯氰偶合形成的转光剂。通过核磁共振波谱、红外光谱、紫外吸收光谱、荧光光谱对所合成的配合物进行表征,结果显示:合成的新型配合物具备荧光特性,在智能穿戴、野外救助、防紫外线、服装防伪等领域具有巨大潜力。     

成品油管道泄漏量测算误差及敏感性分析

为了提高成品油管道泄漏量测算的准确性,对用于成品油管道泄漏量测算的输入参数进行了误差分析,包括管道运营数据的时间滞后误差、运营数据的数值误差、管道内径的数值误差以及油品物性的数值误差。通过泄漏量参数敏感性分析发现,管道泄漏量对流量的敏感程度最低;管道泄漏量变化率与时间滞后率、压力变化率、内径变化率呈正相关,与流量变化率呈负相关,在不同的参数变化率范围内,管道泄漏量对各参数的敏感性不同。     

基于有机朗肯循环的微型热电联产技术研究现状

对基于有机朗肯循环(ORC)的微型热电联产系统(micro-CHP)的国内外研究现状进行了综述,重点关注了ORC系统核心部件、ORC微型热电联产系统运行策略、评价准则及优化方法等方面的研究进展。相关文献研究表明,ORC系统部件选型是影响系统成本的核心因素,也是当前研究的热点;系统优化是提高系统综合性能指标的重要途径,合理的运行策略则是均衡能源匹配的重要保障。此外,选择科学的评价准则对评价系统综合性能优劣有重要意义。     

基于整数混沌的拉格朗日图像加密分存方案

构造了二维整数帐篷映射模型,该模型能够快速、并行地产生多条独立、均匀的二维混沌序列,解决了一维模型复杂度低、均匀性差的根本缺陷。基于此模型设计了一种利用拉格朗日插值公式的彩色图像并行加密分存方案。该方案既解决了拉格朗日插值图像分存方案保密性能差,子秘密图像含有大量原图信息的问题,又降低了传统加密方案密钥丢失、被窃的风险。最后从该方案的计算速度、抗统计分析等方面对其进行分析。结果表明,该方案密码学特性良好,在图像加密领域有着广泛的应用前景。     

带双参数六次Said-Ball曲线的扩展

为了满足曲线的设计要求,针对六次Said-Ball曲线不能调整曲线形状的不足,一个含有双形状参数的六次多项式基函数被给出,探讨了所构造的基函数的性质。基于该基函数定义了带有双形状参数的六次Said-Ball扩展曲线,分析了2段扩展曲线连续拼接应满足的条件。在给定控制多边形的情况下,通过改变形状参数值,可以调整曲线形状,增强了曲线的表达能力,弥补了六次Said-Ball曲线不能调整曲线形状的不足。该方法是不仅实用而且有效,在计算机辅助几何设计中可以得到广泛地应用。     

并联整流电源均流控制CAN总线协议的研究

为了提高并联整流电源系统均流控制的可靠性和实时性,设计了基于CAN(Controller Area Network)总线的均流控制方案,研究制定了1套CAN总线应用层协议,包括协议要求、通信内容、帧结构设计、整流器端流程和监控器端流程等部分。经试验验证,该协议较好地解决了并联整流电源系统稳态和动态情形下的均流控制。     

机器人电弧焊接快速成形组织及性能研究

设计研制了以机器人为运动执行机构的电弧焊接快速成形系统,可实现导入模型的路径规划及电弧焊接的自动快速成形。为得到更好的成形外观及性能质量,通过选定焊接工艺参数对该系统进行单道多层焊接成形试验。通过对成型件的形貌、微观组织及力学性能的观测,分析了关键参数焊接电流和层间冷却时间对成型组织及力学性能的影响。试验结果表明,成型件主要存在α(Al)、β(Mg_5Al_8)和(FeMn)Al_6相,并随着焊接电流的增大,晶粒组织由等轴晶逐渐向柱状晶过渡,抗拉强度也随着电流和层间冷却时间的增加而增大,且在适当参数下能够得到良好的外观,因此,在成形过程中合理调整相关参数可提高成形件外观及性能质量。