“无碳小车”的创新性设计

针对第二届全国大学生工程训练综合能力竞赛命题"无碳小车"的要求,经过任务分解,进行了创新性小车设计。探讨了提高小车运行平稳的方法与措施,解决了影响小车运行的平稳、运动换向机构、驱动及周期性转向等关键性问题,提高了小车的运行精度,确定了小车的结构参数及总体方案。大赛实践表明,该小车结构合理,操作简单,运行轨迹符合大赛要求,小车运行平稳,行程远,避障多,设计方案正确,取得了较好的竞赛成绩。     

纯机械传动无碳小车创新设计

为响应国家节能减排号召,提升学生工程实训综合能力,教育部特开展了全国大学生工程训练综合能力竞赛。本文针对大赛题目要求,经过任务分解,进行了创新性小车设计。探讨了提高小车运行平稳的方法与措施,解决了影响小车运行的平稳、运动换向机构、驱动及周期性转向等关键性问题,提高了小车的运行精度,确定了小车的结构参数及总体方案。大赛实践表明,该小车结构合理,操作简单,运行轨迹符合大赛要求,小车运行平稳,行程远,避障多,设计方案正确,取得了较好的竞赛成绩。     

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.     

基于RSSR机构的无碳小车运动分析及优化

为解决基于空间RSSR机构"8"字形轨迹无碳小车在运行中稳定性不高的问题,采用当量平面机构法分析空间RSSR机构,对其驱动机构进行运动分析,并运用微元法计算车轮的运行方程从而建立完全参数化的系统模型.运用MATLAB的计算功能对系统运动进行仿真,得到了整体的优化方法,从而优化了小车的运动轨迹.     

基于新型变指数趋近律的智能小车轨迹跟踪

针对一种跟踪运动精度低、鲁棒性弱的新型智能滑模小车的轨迹跟踪运动控制问题,提出了基于新型变指数趋近律的小车轨迹跟踪运动控制器的研究方法。该方法在趋近律中加入了变指数幂次项,且能保证趋近律在限时间内稳定运行来限制抖振现象,使小车在趋近阶段中按不同趋近速度做自适应调节。通过对滑模小车的运动学模型进行坐标变换,建立小车轨迹面的跟踪收敛误差模型,接着根据Lyapunov稳定性理论和新型趋近律的跟踪全局有限性和时间收敛误差性建立滑模面,设计跟踪误差控制律。控制小车的线速度和角速度使轨迹跟踪误差迅速趋近到0,来实现其对给定期望轨迹的快速跟踪。最后采用MATLAB仿真软件进行系统控制特性的仿真研究,通过对比双幂次趋近律的滑模控制方法验证实验的有效性。     

基于单片机控制无碳小车循迹避障设计

设计制造无碳小车原型机,进行可行性分析。把无碳小车分为传动部分、驱动部分、刹车系统、转向系统、控制系统五大部分。使用Croe软件建立小车的三维模型并进行仿真实验,通过后期实验对比验证了该方案的可行性。实际情况下的结果表明小车运行平稳、行程远、避障多、为循迹避障无碳小车及相关机构研究提供参考价值。     

利用辐射压强下产生的角偏移量进行目标识别研究完善

采用物理光学模型,对大气层外运动的空间目标在辐射压强作用下产生的角偏移量进行了详细的计算,并与Mie理论结果进行了比较,验证物理光学模型的正确性。分别给出了角偏移量随入射平面波能量密度、目标质量,及其波入射方向与目标初速夹角的变化曲线。并利用计算结果分析了目标角偏移量的可探测条件。提出了一种空间运动目标识别的新方法。     

浅析绳轮式电动玻璃升降器运行轨迹

介绍了一种单导轨绳轮式玻璃升降器运行轨迹的计算方法及其对汽车玻璃升降系统的影响。通过理论计算与实例分析相结合,阐述了升降系统受力平衡与力矩平衡状态,两者结合模拟单导轨绳轮式玻璃升降器运行轨迹,并进一步分析运行轨迹对升降系统的影响;计算方法对单导轨绳轮式玻璃升降器运行轨迹的确定提供了理论基础,简单实用,具有较强的指导意义。     

基于整体传递矩阵法的导向工具偏心主轴动力学特性

指向式导向工具主轴是进行导向作业的关键部件之一,其动力学特性将直接影响到井眼轨迹控制效果及作业安全,因此非常有必要开展工具主轴偏置状态下的动力学特性的研究。基于整体传递矩阵法,建立了指向式导向工具外壳-轴承-主轴系统动力学模型,推导出了主轴任意节点处的几何和力学方程,分析了空载工况下导向工具整体固有频率和振型,结合实例计算了不同偏心距和不同转速下的导向工具主轴测点偏移量,并利用指向式导向工具的试验台架进行了主轴测点偏移量实验验证。结果表明,实验测得的数据与理论推导的主轴测点偏移量数据非常接近,误差最大仅为6.48%,由此验证了所建力学模型的合理性。     

电动车运动控制系统

该系统采用单片机AT89C51作为小车的控制核心,电路分为电机驱动模块、寻迹检测模块、显示及声光指示模块、角度测量模块等几部分。电机驱动采用PWM技术,灵活方便地对车速进行控制;接近开关用来检测小车轨迹;角度测量采用新型角度传感器来对小车俯仰角度进行测量。各种传感信号经单片机综合分析处理,同时显示行程时间,并进行声光提示。     

摆动导杆机构运动特性分析

该文研究了摆动导杆机构的行程速比系数及影响因素,计算了相关运动参数。研究结果表明,行程速比系数K主要与曲柄长度有关,行程速比系数K随曲柄长度的增大而增大,曲柄越长,行程速比系数K值越大,即机构的急回运动越明显,急回特性受到运动稳定性的影响;随着极位夹角的增大,输出滑块的工作行程速度平稳性略有好转。应用ADAMS软件对摆动导杆机构进行了运动仿真分析,得到了摆动导杆机构的运动线图,并应用ZNH-B型连杆机构实验台对急回特性的理论分析进行了实验验证,表明该文运动参数的选取是合理的。     

道路交通网络路径行程时间可靠性计算方法

行程时间可靠度是反映交通服务水平的一个重要指标,为评价交通运行状况,比较交通改善治理措施提供了新的思路。随着信息采集技术的深入发展,大量行程时间样本的采集与行程时间分布的获得,使得可靠度的计算方法的研发变得十分迫切。传统的路径行程可靠度计算方法直接套用电路理论,无法反映交通运行的特征,造成可靠度计算值严重偏低。本文在分析传统方法失效原理的基础上,引入蒙特卡洛理论,开发了一套新的路径行程时间可靠度计算模型。陆家浜路5个路口的实例分析表明,利用GPS测量值得到的可靠度值在80%左右,传统方法计算值为40%左右,本文方法计算值接近80%,表明本文方法能够有效应用于路径行程时间可靠度计算的实践中。     

无碳小车数字化调试系统设计

全国大学生工程训练综合能力竞赛中,S型转向运动无碳小车传统调试方法——轨迹划线法存在工作量大、效率低的缺点,为此设计了无碳小车数字化调试系统.该系统由便携式无碳小车调试分析仪和计算机数据处理调试平台两大部分组成,两者之间进行数据传输,共同完成对无碳小车的周期调试和轨迹调试.采用MC9S12XS128作为控制单元,采用冒泡排序法和格拉布斯(Grubbs)准则对采集数据进行处理,利用MALAB平台进行仿真优化.实践证明,该系统使无碳小车的调试从"凭感觉,靠手感"的盲目调试方式,改变为"数字化,可视化"的调试方式,大大提高了无碳小车的性能.     

多级油缸及其设计计算

多级油缸可以做到柱塞总行程等于油缸长度的二至四倍.因此具有广阔的应用前景。本文以作者自行设计研制成功的双级油缸为例,详细提供了这种油缸的技术参数、结构及设计计算方法.为保证运动平稳性,作者在油缸内装有流量控制阀,并推导给出了其计算公式。 上述理论亦可应用于三级、四级油缸的设计计算。     

无碳小车结构设计与分析

以第二届全国大学生工程能力综合训练竞赛“无碳小车”为基础,结合机械原理、机械设计的理论知识,设计了3个可以自动绕过障碍的小车,主要是传动和转向机构设计;借助工程计算软件Matlab对不同结构的小车轨迹进行了精确的仿真计算,确定了各结构参数对轨迹的影响;最后用三维造型软件Pro／E对小车进行了整车造型。将机构设计与计算机辅助工程灵活地结合起来,为机械结构创新设计提供了有利的借鉴。     

基于耦合模型的轨道特种车辆悬架参数优化

基于车辆 轨道耦合动力学理论,建立了路轨两用消防车在轨道上行驶的车辆 轨道耦合模型,并与传统轨道车辆模型进行比较,通过实车试验验证了车辆 轨道耦合模型的正确性. 在此基础上,采用统一目标函数法对车辆悬架参数进行优化. 仿真结果表明,该优化设计方法使得车身加速度均方根值减小了626%,次级悬架动行程均方根值减小了542%,轮轨力均方根值减小了681%,提高了车辆平稳性,降低了悬架行程,削弱了轮轨间动作用力.     

接触式台阶测量仪弹性支承机构的仿真设计

为合理设计接触式台阶测量仪 ,建立了它的简化数学模型 ,经理论计算 ,结果与理论值有较大误差。通过有限元分析软件、采用 8节点 6面体单元计算模型对机构进行数字仿真和分析。触针允许最大测量力为 8.2 6 7N,测量力变化率为 33.8N /m ,片簧回转中心偏移量约为 1μm ,可满足高精度接触式台阶测量仪的设计要求     

超限车横向振动最大偏移量计算的方法

根据随机振动和系统理论，以普通平车为例建立了计算车辆横向振动最大偏移量的数学模型；通过实例计算了超限车横向振动最大偏移量，分析了其影响因素，并验证了模型的可靠性，对于列车提速后的超限货物运输组织工作具有重要的参考价值     

六自由度机械臂建模与MATLAB仿真

目的依据预设的机器人末端运动轨迹,研究机器人各关节的运行轨迹。方法利用仿真软件对机器人末端轨迹进行仿真实验。以六自由度机器人为研究对象,采用标准D-H参数法建立机器人各连杆坐标系及计算运动学方程,利用MATLAB/Robotic Toolbox工具箱建立机器人的运动学模型,在运动学模型的基础上对机器人工作空间以及轨迹规划进行仿真。仿真结果为连续平稳的末端轨迹曲线和关节角位移、角速度、角加速度的变化曲线。结果得到了连续平稳的末端轨迹曲线和关节角位移、角速度、角加速度的变化曲线等仿真结果,轨迹仿真结果表明机器人各关节运动平稳性较好。结论轨迹仿真可以避免试验中对机械臂所产生的损坏,为后续实验研究工作的开展提供支持。     

城市快速路路段行程时间估计方法

为有效提高城市快速路路段行程时间估计精度，本文提出一种基于自适应滤波和网格虚拟车的行程时间估计方法。首先，利用自适应平滑滤波插值获得固定检测器之间的速度数据，实现固定检测器之间的时空速度场重构。然后将重构的速度场细分为若干网格单元，通过计算虚拟车在重构时空速度场的虚拟轨迹估计路段行程时间。最后，选取城市快速路感应线圈实测数据进行实例验证。实验结果表明，本文方法在自由流、平稳流和拥堵流3个运行时段下，均方根误差分别为0.15、0.35和1.06,平均相对误差均低于10%,具有较高的估计精度。