探测车折叠可展悬架构型方案的综合评价方法

探测车悬架折叠点的设置和折叠关节的类型组合方式不同,可以综合出多种折叠展开构型方案.为了综合评价各方案的优劣,运用模糊评价的理论和方法建立综合评价模型,给出了评价准则模糊权重集和方案模糊评价权矩阵的确定方法,通过模型计算可以确定方案集中的最佳方案.最后,以六轮探测车四杆摇臂转向架(FLRB型悬架)为对象进行了实例验证.     

弧形薄板机构参数对刚度特性影响规律研究

传统柔性铰链四边形结构很难实现大的位移变形,故其应用领域受到一定的限制。通过分析变截面杆件的变形刚度,利用变截面杆件组合形式,得到几种既可以保证变形刚度又可以实现大变形的柔顺四杆机构。利用MATLAB计算分析各机构变形刚度随尺寸参数的变化关系,得到尺寸参数对机构刚度性能的影响,确定机构刚度的主要影响参数,并通过比较几种机构在受相同作用力的条件下变形与尺寸参数的对照关系,得出两种柔顺四杆机构各自的应用场合。     

一种可折叠电动轮椅的设计

针对可折叠电动轮椅折叠效果不理想问题,运用并联机构设计一款可快速实现折叠与展开的新型电动轮椅。首先通过对市场上主流的两种折叠方式的分析进行可折叠电动轮椅的概念设计,并构思其总体方案,然后基于符号法对折叠机构进行数学建模,利用解析法并通过构建静力学和动力学方程组对折叠机构进行静力学和动力学分析,再结合人机工程学原理和力学分析结果,对折叠机构进行符号建模并进行力学综合,完成可折叠电动轮椅车基本尺寸的设计,根据力学分析的结果,利用MATLAB软件分析杆件尺寸对压力角、传动角和杆件作用力的影响,最后对轮椅车进行具体结构的设计。此电动轮椅不仅便于折叠与展开,而且折叠前后轮椅车的尺寸有明显变化,折叠效果较为理想。     

折叠式电动车折叠机构方案设计及尺寸优化

根据折叠式电动车的功能要求,设计出一种折叠机构,并对折叠机构进行尺寸优化.根据折叠式电动车展开和折叠两种状态的要求设计出一种六杆机构,对该机构进行尺寸综合,分别建立展开和折叠两种状态下的数学模型.建立优化模型并确定设计参数,以折叠后尺寸最小和整车最轻便为目标建立优化模型的目标函数,根据功能和面向用户的人机工程、整车刚度等要求建立约束条件,采用MATLAB中的多目标优化算法,计算得到最优结果.建立优化后的折叠机构的三维模型,在插件Motion中进行运动仿真,验证了机构的合理性.     

弹性单元圆周阵列布置的被动顺应装置机构设计及应用

采用弹性单元圆周阵列布置形式,设计了一种可以调节弹性吊杆分布角度而实现刚度性能变化的VRCC机构装置:顶部为凸轮顶杆机构和四杆展开机构,侧面为四个弹性吊杆单元。首先,设计了凸轮顶杆机构的凸轮型线,使凸轮角度随滑块位置线性变化,从而改变弹性吊杆的分布角度;其次,设计了四杆展开机构的杆件结构尺寸;接着,对VRCC机构进行了静态受力分析;最后,机构应用于孔轴类装配过程中,分析了装配干涉问题和主动力控策略,为装配装备整体研制提供了参考。     

SIASAIL-Ⅰ太阳帆展开机构

结合太阳帆构型及其性能要求,设计三轴稳定、整体张拉式正方形太阳帆的展开机构。对展开机构进行伸展杆同步性设计,并计算验证同步性设计的合理性。采用有限元方法分析了薄壁管状帆桁构型对其抵抗拉伸/弯曲变形的影响,结果表明豆荚形帆桁的综合性能最优。对2根C形杆点焊形成的人字形帆桁和正常人字形帆桁进行了静力学分析对比。分析了人字形帆桁伸展过程出现"鼓包"现象的原因,并提出防"鼓包"设计。对比了3种不同的帆膜折叠方式,给出折叠次数与最大卷绕高度的关系,定义折痕指数Z以比较不同折叠方式在折叠次数、收拢体积等方面优劣,发现折叠方式C特性最优。最后完成了SIASAIL-Ⅰ太阳帆的研制工作,并分别开展了帆桁带膜地面展开试验测试。试验过程平稳,未出现"鼓包"现象,各伸展杆实现了较好的同步性,验证了展开机构的可行性。     

基于空间可展机构可靠性设计分析

空间可展机构具有展开性能好、稳定性高、可延展性的特点,可适用于太阳能帆板展开机构、太空平面反射天线等领域,空间可展机构在展开和折叠时需要满足高精度、重量轻的要求,需要进一步对其进行模型设计分析与研究。为提高空间可展机构在展开和折叠时的运动精度,基于空间可展机构的杆件尺寸误差、装配误差和主动件角速度周期性波动误差的情况下,利用常规设计方法和可靠性设计方法分别对空间可展机构的驱动杆直径进行设计计算。结果表明：利用可靠性设计方法计算不仅可以起到优化杆件作用,还提高了可展机构的可靠度,验证了可靠性设计对于研究空间可展机构的可行性与有效性,同时对推进空间可展机构的工程应用具有一定的基础理论支撑与实际价值。     

馈能悬架并联机构静力学分析

为了解决馈能悬架传统机构效率低下、结构复杂等问题,提出一种新型的少自由度并联机构馈能悬架。该悬架系统可以将车身的垂向运动通过执行平台传递到动基座,然后转化为可以带动馈能电动机回收能量的旋转运动。首先,建立二自由度1/4汽车馈能悬架模型,对并联机构进行位置分析,利用坐标变换法,得到其位置逆解。然后,通过拆杆法对并联机构的各个杆件进行静力学分析,得到其静力学平衡方程组;通过求解该方程,得出了该机构各个杆件的全部约束力和力矩。运用SolidWorks软件进行建模,并导入有限元软件平台中进行结构静力学仿真分析。仿真结果表明,该并联机构符合设计要求,验证了所建模型的有效性,为该机构运用到悬架系统中提供了参考。     

软顶篷折叠机构优化设计

根据某型软顶敞篷车顶篷的运动功能要求,设计出一种三截式八杆折叠机构,对该机构进行了尺寸综合,推导了满足展开和收折位置的折叠机构数学模型,从而实现机构的参数化设计与分析。在此基础上,以折叠机构占用行李箱空间最小化为目标,建立了顶篷折叠机构的优化模型,采用模拟退火法进行优化求解,得到了机构的最佳尺寸。最后建立了顶篷折叠机构的三维模型,并进行运动仿真分析,验证了机构的合理性。     

山地自行车后悬架机构优化设计方法

分析山地自行车后悬架主要类型,将其归纳为单铰结构、摇臂驱动四杆机构和连杆驱动四杆机构三类。在归纳现有山地自行车后悬架机构图谱的基础上,建立减振器所受轴向力与后轮轴所受垂直力之比与后轮轴角位移的映射关系,探讨这种关系对骑行振动舒适性及操控性的影响。以典型样车为例,比较不同形式后悬架机构力比映射特性的差异,得到四杆机构后悬架刚度小于单铰结构后悬架刚度的结论。在此基础上,通过分析找出影响后悬架系统性能的设计参数为：连架杆长度、连杆长度和减振器与车架连接的位置,并以这些参数为设计变量,以实际结构空间限制为约束条件,以设定的力比曲线为优化目标,通过典型实例优化后悬架系统的设计参数,给出一种后悬架机构尺度综合方法。     

二级半转轮腿式探测车动力学仿真分析

以二级半转轮腿式探测车为研究对象,建立其虚拟样机模型,并设定其轮腿机构的各杆运动耦合关系以及与路面的3D碰撞属性。针对探测车平地行走和垂直越障两种情况,在ADAMS软件中进行了动力学仿真分析,在给定驱动电机旋转角速度的情况下,得到了探测车车体质心位移、速度和加速度随时间变化的曲线,并对轮腿机构跨步杆所受路面的接触力进行了仿真分析。仿真结果表明,该探测车具有较强的垂直越障能力和较小的车体垂直起伏度。     

空间杆件结构的轻量化设计

利用Matlab对一个25杆结构件做分析,得到了结构尺寸变化时,杆件截面积变化对受力变化影响的灵敏度。以灵敏尺寸作为优化参数、结构体积作为优化目标、许用力作为约束条件对该空间杆件结构做了轻量化设计。利用计算机仿真轻量化过程,在保证刚度的前提下可降低结构质量。结果表明,灵敏度分析是结构轻量化设计的有效途径。     

升降工作平台加强杆对底盘结构刚度的影响分析

以导架爬升式升降工作平台底盘结构为研究对象,利用ANSYS软件,适当简化和假设,建立有限元模型。通过静力学分析结果,验证模型的强度、刚度及稳定性符合要求。且底盘结构极易发生压弯,刚度是最重要的结构性质,故对底盘结构组成杆件进行刚度分析。确定组成杆件截面尺寸对变形量的影响,得出加强杆对底盘刚度的影响最大。进而研究加强杆截面尺寸对变形量的影响,获得其影响趋势图。改变加强杆的布置,对改进方案进行刚度分析,确定加强杆布置对变形量的影响,得出加强杆最优布置方案。结果表明,采用第六种布置方案且加强杆截面尺寸增大160%为最优的底盘结构。     

可折叠双三角锥滚动机构

提出一种新概念的滚动机构,可通过折叠机构的变形,在展开状态下的双三角锥和折叠状态下的椭球体两种外部形态之间进行转换,并相应具有两种滚动模式。在双三角锥形态下,机构通过外形的变化实现滚动,并以偏心质量块驱动方式进行转向的控制;在椭球体形态下,机构运用偏心质量块驱动方式进行直线方向上的滚动。在机构设计上,折叠机构通过1个自由度实现了移动功能的同时减少了存放时所需的空间。通过自由度分析,机构需要三个驱动电动机来实现其所具有的功能。以运动学计算为基础分析双三角锥形态下的翻滚条件并规划滚动步态。建立仿真模型,验证该机构能够完成折叠/展开的动作,并能够按照步态规划进行滚动。制作一台样机,对其进行折叠/展开方式与滚动功能的可行性验证,实现了预期的结果。     

电动沙发八杆搁脚机构优化设计

针对电动沙发八杆搁脚机构运行过程中存在的平稳性较差问题,对搁脚杆系运动过程中的速度及传动角变化进行了研究。为提高搁脚机构杆件运动速度的平稳性,采用杆系运动学理论建立了八杆搁脚机构各运动杆件的位置、速度方程,通过Matlab运行了理论模型,然后与Adams中的运动仿真分析进行了对比,评价了理论模型的正确性;在理论模型的基础上,采用了遗传算法作为优化算法,以搁脚机构运行过程中速度的平稳性即速度波动性最小为目标,对搁脚机构的杆件尺寸进行了优化;将优化前后的模型参数输入到Adams中仿真分析并进行了比较,分析了优化结果。研究结果表明:优化后搁脚机构的速度平稳性得到了提升,同时搁脚机构的传动角也得到了相应的增加。     

基于ADAMS的麦弗逊悬架导向机构参数优化

针对传统悬架优化过程求解困难且耗时的问题,提出基于ADAMS的悬架导向机构参数优化方案。通过分析麦弗逊悬架系统的运动学性能,得到与悬架性能相关的优化变量,进而完成悬架导向机构的参数优化。结果表明,该优化方案取得了较为理想的优化效果,在此基础上,归纳出悬架导向机构参数优化的仿真分析方法,对其它类型悬架的优化具有借鉴意义。     

对称式对心双曲柄滑块机构在可变结构机构设计中的应用

利用对称式对心双曲柄滑块机构的特性,将其与平行四边形机构组合的变胞机构应用于可变形机构的结构设计中,通过曲柄转动控制两滑块距离的变化可以使其达到结构变形的目的.给出了满足变形要求的各杆件尺寸关系,并用拓扑图和邻接矩阵对其不同的构态进行了描述.并应用此理论分析了其机构组成原理,设计了一种可变结构的机器人悬架机构,其车身采用可变形的平行六边形结构,可以根据环境进行横向宽窄变化.因此,采用该悬架机构的机器人具有更强的环境地貌适应能力,为可变形机构的设计提供了一种新的选择.     

上三角肘杆式主驱动机构的优化

针对伺服压力机主驱动机构的主要杆件对机构运动学和动力学特性的影响,提出一种优化结构的方法以提高机构的机械效益。基于压力机的主驱动机构的工作原理,建立压力机主驱动机构的上三角肘杆机构的ADAMS仿真模型。建立上三角肘杆机构的正运动学数学模型,同时运用MATLAB编写计算程序进行数值计算,得到上三角肘杆机构在不同杆长条件下输出端的运动变化特性曲线,验证连杆尺寸的设计具有合理性。进行上三角肘杆机构的动力学特性分析,得到各个铰节点的受力变化情况。建立机构的参数化优化模型,以机械效益最大为优化目标,计算获得优化后的杆长尺寸,并得到上三角肘杆式主驱动机构输出力的放大倍数提高了2.75倍。     

双横臂悬架导向机构杆长配置对车轮外倾角的影响

基于双横臂悬架结构及运动学分析,推导出机构几何参数与车轮外倾角的数学表达式。利用MATLAB软件进行仿真计算,获得了车轮外倾角变化曲线形态与杆长配置的相互关系和规律,得到较为理想的双横臂悬架布置方案。从而为设计具有合理外倾角变化的双横臂悬架导向机构提供借鉴。     

一种山地自行车后悬架机构优化分析

为了改进一种山地自行车后悬架设计以提高骑行舒适性,首先根据其后悬架类型建立四杆机构联接的后悬架机构简图,进而以后悬架的后轮瞬时位移量为核心进行机构结构性能分析,研究和比较不同部位对后悬架的特性的影响,经过分析了解到影响后悬架系统结构性能的设计参数:连架杆长度、连杆长度和减振器与车架连接的位置,从而以这些参数为设计变量,以实际后悬架空间结构和所受力添加限制约束条件,以座椅振动加速度为研究目标。在通过ADAMS进行三维模型的运动学分析,优化了后悬架系统结构参数,对山地自行车的设计具有可参考的理论意义和实用价值。