一种太阳能驱动自行小车模型设计

利用四杆机构的工作特性,通过内联传动,完成以太阳能为动力源,能够自动转向并且按预定轨迹运行的自行小车模型设计,很好地利用了四杆机构的机械特性,达到了运用简单机构实现复杂运动的目的,同时也体现了低碳环保的理念.     

直动从动件凸轮机构的优化设计

在直动从动件秃凸轮机构的设计模型中，以其升程时传动效率最佳作为优化设计的目标函数，采用广义简约梯度法求解，整个设计过程中ＩＢＭ－ＰＣ机上调试运行，合理确定出凸轮机的全部运动设计尺寸，为直动从动件凸轮机构的设计提出了一种新的设计方法。     

双“8”字无碳小车RSSR机构优化设计

基于RSSR机构的无碳小车的轨迹调节缺乏数据参考使得轨迹调节困难的问题,本文在对无碳小车结构方案分析的基础上,采用优化设计方法,提出了一种轨迹高重合度的无碳小车设计方法.首先,基于无碳小车结构方案,建立了小车四杆机构中杆长参数间的函数关系;其次,根据无碳小车运行轨迹的仿真结果,提出了一种轨迹重合度的评价方法;然后,以轨迹重合度最优为目标,以RSSR机构中曲柄、连杆和摇杆的长度为变量,建立了小车运行轨迹的优化模型;最后,利用等分区间法获得了曲柄、连杆和摇杆等参数值的最优组合解,并对优化前后小车运行轨迹进行对比分析,发现优化后的运行轨迹重合度明显优于优化前的运行轨迹.本文建立的轨迹高重合度的无碳小车设计方法对无碳小车的设计具有工程指导意义.     

用遗传算法设计已知连杆长及两运动位置的曲柄摇杆机构

对已知连杆长、两运动位置的曲柄摇杆机构,以曲柄存在条件及许用传动角为设计条件,以机构最小传动角的最大值和机构结构尺寸最紧凑为目标函数进行优化设计.应用罚函的方法将机构的设计条件直接加到优化模型中,用遗传算法(GA)来实现曲柄摇杆机构优化设计.可以实现不等式约束条件,而不要象其他的优化方法必须考虑可行解区域问题.     

桥式起重机运动模拟

在桥式起重机是应用最为广泛的起重机械，文章综合应用现代设计手段和方法，在桥架、起升机构、小车运行机构和大车运行机构的基础上，建立三维运动分析的数学模型，从而对整机和各部件的运动速度、加速度以及因运动引起的载荷进行分析，模拟各种运动规律和运动轨迹，从而实现起重机运行情况的模拟，为起重机的设计提供可靠的参考依据。     

同步收放线装置的设计与实现

由于光缆质地脆、机械强度差,为保证其使用寿命,进行收放线操作时需要实现线缆张力的精确控制。针对现有收放线结构不能实现精细化收放的缺点,本文研究了一种用于高速移动测试车辆的通讯光缆同步收放线装置。在满足实验设备与主控端的远距离高速通讯需求的前提下,设计了两级缓冲机构避免设备运行时光缆受到较大冲击,采用前馈+PID闭环反馈控制策略在系统运行过程中通过离合器进行张力补偿控制,实现了收放光缆过程中张力的自动调节。为了优化控制参数,采用MATLAB建立收放线系统的数学模型,仿真结果验证了所提出控制策略的可行性与有效性。现场测试表明,该收放线装置具有响应速度快、张力控制准确、收放线精细化程度高等优点,可满足不同应用场景下高速收放线的需求,并可为野战情况下通讯线缆的布设及回收应用提供参考。     

机器人关节逆螺旋机构虚拟装配及运动学仿真

逆螺旋机构是一种具有广泛应用前景的新型传动机构,它具有体积小,重量轻,传动效率高,单位重量下输出扭矩大等特点。在机器人设计方案论证过程中,需要验证逆螺旋机构结构外形设计的合理性。应用I—DEAS软件首先对整个关节的各个零件进行三维实体造型,其次通过虚拟装配过程检查在装配过程和装配完成后是否存在装配干涉的问题,最后通过对机器人关节逆螺旋传动机构的装配模型进行运动仿真,生成整体结构运动过程动画,观察各个零件的运动状态,并输出了主要零件的运动图谱。通过论证,表明该方案在外形结构设计及运动要求方面是合理的,为下一步设计研究奠定了基础。     

按连杆长及两运动位置最优设计曲柄摇杆机构

已知连杆长度及两个运动位置,以曲柄遥杆存在条件,连杆连续运动条件确认可行设计机构最小传动角的最大值,然后依据用传动角条件,以机构结构最紧凑为最优目标函数,最优化确定曲柄摇杆机的几何尺寸。     

某叶片盆向缘板测具的改进设计研究

本文主要介绍了新型的某叶片(成联)盆向缘板尺寸测具设计特点,通过与传统测具的对比,详细的分析了在新型叶片盆向缘板尺寸测具中,高效的六点定位结构的使用方式,简明夹紧机构的应用方法以及有效测量系统的选择应用。通过对以上改进方法的阐述,论证了新的量具不仅具有量具的测量功能,而且具有夹具的功能;同时为测具的设计提供了一种新的设计思路。该测具的使用可以简化加工工艺流程,提高产品的测量精度,降低工人的劳动强度,提高产品加工工作效率。     

建议在5～50吨桥吊小车上采用平面二次包络弧面蜗杆传动

本文简要分析了5～50tf桥吊起重小车运行机构减速器存在的问题及平面二次包络蜗轮付传动原理及传动特性。为改善小车运行机构的传动性能,建议在5～50tf系列桥吊小车中采用平面二次包络蜗轮付代替立式圆柱齿轮减速器。     

砂土中直埋穿管光缆爆炸破坏效应研究

研究直埋穿管光缆的爆炸毁伤机理和易损性,针对直径60 mm钢管内穿GYTA33型铠装光缆,设计并开展了55 kg柱状TNT裸药砂土中近距离爆炸破坏原型试验. 试验结果表明,比例爆距为0.316 m/kg时,该型穿管光缆在钢管出现明显弯曲及压缩变形时通信功能完好,比例爆距0.263 m/kg时通信出现中断,该型穿管光缆在砂土中的临界破坏比例爆距在0.263～0.316 m/kg之间;围绕试验结果开展了数值计算,分析了穿管光缆破坏过程机理. 研究表明,近距离爆炸荷载下,钢管会发生局部弯曲和径向压缩变形,钢管变形初期产生严重压缩变形破坏时对管内光缆的高速冲压作用是其破坏的主要原因.      

桩基施工对邻近顶管隧道的扰动影响

预制桩静压施工会对桩周土体产生一定的扰动,进而对邻近既有顶管电缆隧道产生影响.顶管电缆隧道对管节的偏转和变形要求十分严格,一旦变形过大就会产生严重影响.为了确保顶管电缆隧道的正常使用,通过数值方法计算了预制桩静压施工对邻近顶管电缆隧道的影响,通过K0固结不排水剪切试验确定了软土小应变范围的参数取值,分析了桩长、桩-隧间距以及桩基挤土量对于隧道变形的影响.参考相关规范,以5 mm和15 mm变形扰动值为依据分别划分了预制桩静压施工对隧道变形强、弱影响区,为既有顶管电缆隧道周围的桩基施工提供相应的参考.     

超高空间异形曲面索塔线形控制技术研究

针对超高空间异形曲面索塔形状复杂、曲率及尺寸变化大、整体施工及控制过程难度大且智能化控制技术研究较少的问题,以重庆白居寺长江大桥超高空间水滴形索塔为研究背景,对该结构类型索塔精细化及智能化施工控制技术开展研究。首先对索塔施工全过程进行了有限元分析,并且采用三维BIM技术对异形曲面模板设计及制造进行了优化,同时对上塔柱临时横撑的顶推力及拆除顺序进行了分析,并对桥塔应力、线形进行监测,最后提出索塔变形自动化监测方法及塔肢线形和临时横撑轴力智能化控制技术。研究结果表明：索塔施工全过程,混凝土拉、压应力均未超出规范限值;采用三维BIM技术,优化了异形曲面模板设计及制作工艺,节约了10%~20%的模板制作成本;所提出的倾角仪+GNSS-RTK融合测量方法与全站仪测量结果最大绝对误差仅1.6mm,最大相对误差仅5.41%,具有较高的精度;采用塔肢线形和临时横撑轴力智能化控制技术使临时横撑的轴力误差始终控制在10%以内,塔肢的位移误差也控制在5mm以内,索塔线形控制效果显著,同时当第n层横撑施工后,可通过控制第n-i（i=1,2,...m）层横撑内力相对恒定来控制塔肢的变形相对稳定;临时横撑最佳拆除顺序应遵循由中间往两端拆除的原则。     

绳驱动并联清洗机器人绳索张力优化

将绳驱动并联机器人应用至外墙清洗领域,并对清洗机器人的动力学建模及张力优化进行深入研究。首先,确定机器人的构型为完全约束绳驱动并联机器人,并建立了考虑绳索弹性的动力学模型;其次,针对该类型绳驱动并联机器人绳张力解不唯一问题,提出将相关力改进的最小方差作为优化目标对绳索张力进行优化。最后,通过Simulink-Adams进行联合仿真验证。结果表明,优化后的绳索张力光滑连续变化。系统开环的情况下,圆形轨迹最大误差均值为0.071 m,终点误差均值为5.15 mm;直线轨迹最大误差均值为9.25 mm,终点误差均值为3.5 mm。解决了完全约束绳驱动并联机器人绳索张力不唯一、不连续问题,并为控制策略研究提供理论依据。     

植绒PVC管对隧道排水管防除结晶的作用研究

为了研究植绒PVC管对隧道排水管防除结晶的作用。通过在普通PVC管内壁,采用热处理,将植绒膜光滑一侧紧贴PVC管内壁,选取绒毛长度分别为0.4mm和0.8mm,在两种不同水压条件下,对比分析普通PVC管、0.4mm植绒PVC管以及0.8mm植绒PVC管结晶物变化规律,利用电镜扫描绒毛上的结晶物,分析结晶物与绒毛的粘结形态。结果表明：随着时间的增长,有植绒的PVC管结晶物重量呈先增大后减小或趋于稳定的趋势,而普通PVC管结晶物重量呈缓慢增长的趋势;对于普通PVC管而言,水流速度或者水压越大,管道内壁越不容易附着结晶物,对于植绒PVC管而言,结晶物附着的难易程度与绒毛长度有着密切关系。可见植绒PVC管对隧道排水管除结晶有一定的作用,绒毛长度应根据水流速度或者水压大小选取以充分发挥绒毛除结晶的效果。     

大跨度斜拉索输油管桥模型固有振动的实验研究

建立了大跨度斜拉索输油管桥模型实验的相似条件，并以某大跨度管桥为例，采用两种不同的边界条件，对某大跨度斜拉索输油管桥固有振动进行了模型实验，通过实验，测得到了管桥的前几阶自振频率并与有关计算结果进行了比较，比较结果验证了文中的实验方法的可靠性，提出的实验方法可以用于预报类似柔性结构体系的固有振动频率。     

PGZX-1型炉管爬行机器人机械结构设计

PGZX—1型炉管特指管径在50 mm—90 mm,管间距在30 mm左右的直管。目前很多化工厂锅炉管道和热电厂加热管均属于PGZX—1型炉管。因长期受热,炉管极易产生严重的渗碳现象,需对管柱渗碳层厚度进行检测,以随时了解炉管内部渗碳情况,确保工作的稳定性及安全性。提出了一种能够攀爬管柱的机器人,这种机器人不受攀爬管柱材料和管径限制,在尺寸及重量上实现最小化。对炉管爬行工作时面临的管间距狭小,管径变动及管体变形进行了针对性设计,介绍了新型爬管机器人的原理方案,阐述了新型爬管机器人主要机械结构的设计原理。     

顶管电缆隧道施工对邻近建筑物和地下管线的扰动影响

采用离心机物理模型试验和有限元数值计算方法探究了软土地区顶管电缆隧道施工对邻近浅基础建筑物和地下管线的扰动影响,并提出修正Peck公式评估顶管施工对邻近浅基础建筑物的扰动影响.首先,通过离心机物理模型试验,定性分析了顶管电缆隧道施工过程中地层损失率变化对邻近浅基础建筑物和地下管线的影响;其次,将有限元数值计算结果与离心机试验数据进行对比分析,验证有限元计算的有效性;最后,通过有限元模拟结果提出用于评估顶管施工对邻近浅基础建筑物扰动影响的修正Peck公式,并与现场监测数据进行对比分析.研究结果表明:顶管电缆隧道施工对邻近浅基础建筑物和地下管线的扰动影响随着地层损失率的增大而增大,地下管线刚度的增加可以有效减小邻近顶管隧道施工的影响;有限元数值方法可以较好地评估不同地层损失率下顶管隧道的施工工况;修正Peck公式能较好地反映在软黏土区域内顶管电缆隧道开挖对周围地层产生的扰动影响.研究结果可为软黏土地区顶管电缆隧道的施工提供一定参考价值.     

利用PIV技术对水平携带床内气流分布速度的研究

为研究氩气流在水平携带床热解管中的运动,设计了水平携带床透明冷态模拟装置.以油雾粒子为示踪粒子,利用PIV技术对示踪粒子在水平携带床管内的速度分布和加速距离进行了实验研究,并对管内气流的速度分布进行了分析.研究结果表明,油雾粒子加入管道后的加速距离约为400mm,在大于400mm的区域内已经较为稳定,速度变化很小;气流在进入管内400~600mm时,处于过渡段的后期或已经进入稳定段.     

一种新型管道检测机器人系统

摘要：研制了适用于管径为400～650mm的煤气管道内缺陷自动探测系统．该系统由采用远程网络控制技术的管道机器人移动机构、无损检测传感器和地面工作站等组成．综述了管道检测机器人的系统总体设计、关键技术和性能实验．实验结果表明，所研制的管道检测机器人系统在管道中运行平稳，具有稳定的牵引力，其值可达1．404kN，适用于400-650mm管径的油气管道检测．