多功能结构的支撑技术

多功能结构是航天产品前沿技术。本文首先介绍多功能结构的概念 ,然后讨论多功能结构的支撑技术 ,包括理想材料的分析、设计方法、理想材料零件的设计和制造方法、微电子元件的构型优化以及多功能结构设计方法。针对多功能结构设计 ,提出功能驱动的设计框架 ,及基于博弈论的设计方程 ,并给出一个建立设计方程的实例     

电磁驱动热膨胀型微型机械驱动器

针对内窥境等医疗器械,提出了一种通过电磁感应加热感应导体,再通过感应导体加热其周围石蜡的微型机械驱动器。通过对石蜡热膨胀性能和电磁感应加热的试验发现,石蜡在其熔点温度附近具有很大的体膨胀系数,试验所用石蜡的熔点在37～39℃之间,体膨胀系数可达到15％,电磁感应加热具有很快的加热速度。在此基础上,制作了6个不同尺寸的驱动器模型,通过对其位移输出性能的试验发现,石蜡热膨胀驱动器具有很大的输出位移。     

负载对星型齿轮传动动态特性的影响分析

建立了受传递误差和时变啮合刚度激励的星型齿轮传动的间隙型多自由度非线性动力学模型 ,并用自适应变步长 Gill数值方法进行了求解。结合 Poincaré映射和相平面研究了系统在不同外载荷情况下的各类稳态响应及其动力学分岔特性。通过分析各齿轮副的动载荷系数变化规律讨论了各齿轮副啮合状态在非冲击、单边冲击以及双边冲击状态之间的转化过程和外载荷的关系。发现系统的非谐响应在很大程度上依赖外载荷的大小 ,轻载下星型齿轮传动系统易于出现脱啮、齿背冲击和载荷不均匀现象 ,从而会导致较大的动载荷和混沌噪声。     

基于TRIZ理论的环保原料场设计

环保料场较传统露天料场在降耗、减排、节能、节省用地、稳定生产等方面有明显的优势,是当前原料场技术发展的必然趋势。但现有环保料场内部空间利用率低,资源浪费严重,工程一次投资高,制约了环保料场的推广与应用。针对现有环保料场内部空间利用率低的问题进行系统描述,运用TRIZ理论分别进行系统功能分析和系统问题分析,求解得到一系列方案,并通过对比确定了最优方案。该方案采用刮板取料机半门型架上跨卸料小车的布置型式,刮板取料机走行梁不再需要单独设置,上部走行机构检修维护更为方便,解决了刮板取料机走行梁限制物料堆高的问题,提高了料场内部空间利用率,增大了料场贮量,降低了土建工程量,经济效益显著。     

高低频不同电压条件下腔室内CCP冷等离子体源的仿真分析

等离子体的状态的变化特征,特别是在双频情况下,是PECVD工艺设备的一项重要指标,这促使人们用不同的方法对它们进行研究。本文使用CFD-ACE 商业软件建立了二维流体模型对N2等离子体进行仿真。首先在高频13.56MHz,高频电压300V,低频电压0V的条件下描述了等离子体,特别是在鞘层部位的电势、电子数量密度、氮自由基和电子温度,分布的基本特征。在此基础上,讨论了高频电压分别是200V,300V,400V时及低频0.3MHz,低频电压分别是500V,600V,700V时对等离子体密度的影响。结论表明,在电极表面形成了约3mm厚的鞘层,在鞘层内电势和电子温度随时间和空间变化较大,而在非鞘层区域内电势跟随电极电压的变化而变化,但几乎不随空间变化,电子温度也只在很小的范围内变化。氮自由基的数量密度也受射频电压的调制,但相对变化很小。等离子体密度仅在鞘层区域内随时间发生变化,所以通过比较主等离子体区参数可以看出,等离子体的密度随着高频电压升高,随低频电压的升高略有下降,同时x方向和y方向的均匀性将会发生变化。因此,在其他条件不变的情况下需要选择合适的高低频电压来获得高密度和均匀性均合乎要求的等离子体。     

FAST一次支撑系统的结构研究

 介绍了中国天文学家提出的FAST(five hundred meter aperture spherical radio telescope)计划,对FAST索支撑轻型指向跟踪系统的关键技术之一——一次支撑系统的机械结构进行了方案论证,从可靠性、响应速度等方面对自驱动和他驱动两种驱动类型进行了比较.对自驱动方式的几种方案从运动性能和驱动性能等方面比较了各自的优缺点,最后得出了具有可行性的方案.     

含间隙移动副的曲柄滑块机构动力学研究——系统建模和动力学方程

为了研究运动副间隙对机构的影响 ,对机构进行动力学分析是一个必要环节。以曲柄滑块机构为例 ,考虑三球销滑动副间隙对机构动力学特性的影响。通过缩减变形获得树形系统 ,采用 Kane方法得到 8个一阶微分方程组 ;根据“动态分段”的思想 ,实现全局仿真 ,并给出算例。本文采用的动力学分析方法 ,使得分离状态和接触状态机构动力学方程形式统一 ,大大减小了方程推导和求解的工作量 ,对其它含间隙副机构的动力学研究具有普遍意义。     

大型活动屋顶行走系统的设计分析

对大型体育场活动屋盖的行走机构方案进行分析讨论,提出3种可行的行走结构,初步建立结构的选择原则,在此基础上确定适应实际需要满足经济性要求的结构方案。     

一种偏瘫上肢复合运动的康复训练机器人

介绍了一种用于偏瘫上肢复合运动的康复训练机器人，该机器人可以带动患者患肢完成大范围、大幅度的复合动作训练，并可以实现主动、被动、抗阻、助力等多种训练模式，同时具有较高的安全性。     

无导线微型机械驱动器试验研究

针对医用内窥镜驱动系统，提出了一种通过电磁感应加热感应导体、再通过感应导体加热其周围石蜡的无导线热膨胀微型机械驱动器，电磁感应加热不仅加热速度快，而且驱动器与驱动源之间无需导线连接，使驱动器的使用更加方便，石蜡在其熔点附近具有很大的膨胀系数，而且其熔点可以调节（所用石蜡的熔点在37－39℃之间，适合在人体内使用），在对10个不同尺寸的原理性驱动器模型进行位移输出性能试验的基础上，制作了4个可以实现单向运动的驱动器模型，并对其运动性能进行了试验，其最大平均运动速度可以达到0．139mm/s。