机械设计与研究

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刘志峰, 张福龙, 张雷, 陈清,

2008 (1): 6-10.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.2008.01.006

摘要 ( 203 )

在绿色设计过程中,客户需求往往自身存在多种冲突,利用质量屋(House of Quality,HOQ)将客户需求转化为技术参数后,得到的只是目标参数,在实现时也会存在冲突.为消除这些冲突,提出了构建引导式需求模板、将绿色特性映射到其实现技术子项,进而转化为TRIZ工程参数的方法,使绿色设计与TRIZ理论得到结合,最终完成了客户需求绿色特性的转化和绿色冲突的消解,达到了绿色创新设计的目标.

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基于机械总线的产品系列平台设计方法研究

刘芳, 檀润华, 江屏,

2008 (1): 11-16,24.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.2008.01.022

摘要 ( 238 )

为解决产品族设计中平台确定和接口设计的问题,提出了一种建立系列平台的设计方法,并引入机械总线的概念.该方法以已有产品的功能结构为基础,通过划分产品模块、分析模块性矩阵和评估矩阵得到系列平台,利用机械总线实现平台模块与个性模块的连接,通过替换个性模块得到个性化产品,并对国内某企业生产的工程钻机建立了系列平台.

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六自由度盾构管片拼装机机构设计

钱晓刚, 高峰, 郭为忠,

2008 (1): 17-20.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.2008.01.013

摘要 ( 371 )

介绍了一种在盾构隧道施工中,用来给开挖好的隧道表面安装管片的管片拼装机,这是一种六自由度混联机构,整体机构串联中间包含一个二自由度五杆机构.分析了该拼装机的机构组成,工作原理及过程,进行了正运动学和逆运动学的分析,通过具体数值,验证运动学方程的准确性.最后,描述了拼装机对管片轨迹精确调整的过程.

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番茄收获机械手机构尺寸优化设计

梁喜凤, 王永维, 苗香雯,

2008 (1): 21-24.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.2008.01.024

摘要 ( 232 )

尺寸优化设计是机械手总体设计的关键步骤之一.介绍了一种能够获得合理果实收获机械手工作空间和结构轻量化的优化设计方法.基于番茄生物学特性和栽培模式,根据机械手几何工作空间,以工作空间主截面包络面最佳和结构轻量化为目标函数,以轨迹区域约束、杆件尺寸和关节角度限制为约束条件,建立了机械手机构尺寸优化设计模型,采用MATLAB软件进行仿真试验,并分析了机械手各杆件长度、关节角度与目标函数的关系,获得了机械手尺寸的最优解,为番茄收获机械手机构进一步分析奠定了基础.

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可控七杆机构的直线输出行程规律分析

李瑞琴, 张治民,

2008 (1): 25-27,31.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.2008.01.009

摘要 ( 308 )

分析了含RPP型Ⅱ级杆组的双曲柄七杆机构和三曲柄七杆机构的特征.分析了连杆上任意点P的工作空间的求解规律.求出了连杆点P的行程变化规律.推导出了连杆点P的位置、工作空间、行程等与结构参数的关系.该分析结果对以可控七杆机构实现任意运动规律的直线输出运动的设计有重要意义.

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一种新型自行车机器人机构设计及其建模

刘延斌, 王秀全, 张宏敏,

2008 (1): 28-31.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.2008.01.030

摘要 ( 372 )

针对自行车机器人运动的侧向不稳定性,模仿人骑自行车的动力学特征,充分利用并联机构的结构紧凑、刚度大、响应速度快、承载能力强的特点,提出了一种基于2-RHR型冗余驱动并联机构进行自行车机器人侧向稳定调节的方法,系统地阐述了并联机构侧向调节方式的可行性和优越性.最后,运用第一类拉格朗日方程建立了系统动力学模型,为进一步的动力学及控制策略研究奠定了基础.

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平面凸轮精密测量及运动规律反求设计新方法

葛正浩, 丁英杰, 徐峰, 朱暭,

2008 (1): 32-35.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.2008.01.011

摘要 ( 254 )

介绍了平面凸轮的精密测量方法,并以此为基础探讨了一种平面凸轮机构从动件运动规律反求新方法.为了准确地反求从动件运动规律,提出了一种先将测量数据拟合为曲线,并进行光顺处理,再重新离散曲线的方法.实验结果表明,该方法能快速、精密、准确地实现平面凸轮的测量及从动件运动规律的反求设计.它不仅适合于编程处理,亦适合现有的CAD/CAE软件的应用,并可推广应用于空间凸轮机构.

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水下船体清刷机器人关键技术及其试验的研究

袁夫彩, 陆念力, 王立权,

2008 (1): 36-38,45.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.2008.01.029

摘要 ( 281 )

为了自动清刷水下船体表面附着的海生物和锈蚀等,降低船舶的航行阻力,研制了水下船体表面清刷机器人.首先建立了机器人在船体表面上的力学模型,推导了机器人抗倾覆、滑落和下滚的条件,设计了机器人所需要的吸附力和驱动力矩.针对电机可供密封用的轴向尺寸小的情况,在电机输出轴上加轴套,该轴套既起到了联接的作用,又为密封创造了条件,解决了密封难的问题.对水下清刷作业装置进行了动力学分析和优化设计.针对机器人的控制要求,设计了机器人的控制系统.最后对机器人样机性能进行了试验,验证了机器人样机各项性能指标符合使用要求.

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蛇形机器人一种基于serpenoid曲线的蠕动步态

孙洪, 马培荪, 王光荣,

2008 (1): 39-41,50.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.2008.01.028

摘要 ( 479 )

提出了一种基于serpenoid曲线的蛇形机器人的蠕动步态模型.建立了运动波形上各相邻连杆间角度的运动方程,并给出该步态的两个效率判据,最后通过仿真和实验讨论了三个参数(连杆之间相对角度摆动幅度α、相位差β以及参与组成半个正弦波形的连杆数n)对步态效率的影响.

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新型四自由度并联结构腰关节的运动学分析

吴文奎, 金振林, 高峰,

2008 (1): 42-45.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.2008.01.027

摘要 ( 303 )

通过解析法求解出基于4-RRR-RR并联机构腰关节的位置反解,运用影响系数法和虚设机构法,求出该腰关节的一阶影响系数矩阵,其矩阵特性与运动特性相符,通过位置反解和一阶影响系数矩阵的结合,运用输入逼近的方法,求出该腰关节位置正解的数值解,在极坐标系中通过对空间的数值搜索,搜索出工作空间,为这种新型并联腰关节的研制奠定了理论基础.

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大型铰接并联六维测力平台摩擦建模

温锐, 赵铁石, 赵延治, 王洪光,

2008 (1): 46-50.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.2008.01.012

摘要 ( 263 )

在已有制造工艺及标定技术基础上,为进一步改善大型铰接并联六维测力平台的测量精度,本文基于螺旋理论和影响系数原理,引入符号函数建立了Stewart结构大型铰接六维测力平台的摩擦模型.文中提出了关节摩擦对铰接并联六维测力平台测量精度的影响矩阵及Ⅰ、H 类误差表达式,绘制了在不同外载和关节摩擦系数条件下,六维测力平台的Ⅰ、Ⅱ类误差曲线,并总结丁关节摩擦和平台自重对测力平台测量精度的影响规律.为具有普通球形铰链人型Stewart平台六维测力下台精度的提高和改善提供了理论基础.

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双重驱动四自由度并联机构型综合

李宁宁, 赵铁石, 边辉,

2008 (1): 51-53,57.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.2008.01.026

摘要 ( 248 )

高精度、大工作空间的机器人系统推动了精密操作工程的发展,宏、微操作手直接串联构成的机器人系统由于体积大,适用性在一定程度上受到了限制,因此开发体积小的宏/微机器人机构具有重要的意义.双重驱动并联机构本质上是两个具有相同自由度数目并联机构的集成,其结构简单、紧凑,灵活性更高,工作空间更大,可以用来开发体积小的宏/微操作机器人.基于螺旋理论,提出了双重驱动四自由度并联机构型综合的方法.作为示例,综合了三移一转四自由度双重驱动并联机构,得到了一些新型的双重驱动四自由度并联机构.

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长链传动系统双电机驱动控制研究

王建军, 樊重建, 陈善本,

2008 (1): 54-57.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.2008.01.010

摘要 ( 223 )

研究分析了长链传动系统的特点.设计了适用于长链传动系统的双电机驱动控制系统.阐明了负载均衡控制和同步跟踪速度控制的原理,模拟实际应用中的动态负载情况,对双电机驱动的链传动系统进行了稳定性、可靠性测试.实验和工程应用都验证了上述控制方式的有效性.

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模糊控制在液体粘性离合器中的应用

洪跃, 刘宝运, 金士良, 王云根,

2008 (1): 58-60,67.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.2008.01.025

摘要 ( 206 )

主要探索模糊控制技术在液体粘性离合器的应用.介绍了模糊控制的基本原理,模糊控制器的控制特性,模糊控制在粘性离合器中的应用,以及控制的实现方法与技术.以200KW粘性离合器为例,进行了控制实验.实验表明采用模糊控制可以达到控制的基本要求.

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散乱三维测量数据构建三角形网格模型的研究

韦争亮, 钟约先, 袁朝龙, 李仁举,

2008 (1): 61-63,71.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.2008.01.020

摘要 ( 224 )

三角网格模型广泛应用于曲面重构、快速原型制造和三维真实感显示等领域.针对三维测量得到的无拓扑关系的散乱无序点集,提出了一种三角网格模型构建算法.首先进行点云粗分组,然后从最高点根据Delaunay划分原则,按照循环扩展的思路生成三角形网格.通过控制合适的三角形生长条件,有效避免了三角面片交叉错乱、退化、法向量不一致缺陷.应用实例表明,该算法能有效完成各类复杂型面三维测量数据的三角网格模型构建.

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ERW焊管辊弯成形数字化系统的设计研究

谷中莹, 刘玉文, 李大永, 彭颖红,

2008 (1): 64-67.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.2008.01.019

摘要 ( 229 )

介绍基于VB、ANSYS和ACCESS的ERW高频电阻焊接钢管排辊辊弯成形过程建模和仿真的数字化系统.借助VB实现了ERW直缝焊接钢管生产线成型过程中QS参数的ACCESS数据库管理查询等,并且实现了CAD/CAE可视化参数输入界面,通过调用ANSYS中APDL语言编写的建模仿真分析程序,对ERW焊接钢管成型过程进行建模仿真,分析各种参数对成形结果的影响,极大地方便了ANSYS的使用并提高了分析效率.

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基于主参数信息模型的转台数字化设计研究

房亮, 习俊通,

2008 (1): 68-71.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.2008.01.021

摘要 ( 185 )

转台数字模型是转台运动学及动力学仿真、整机虚拟测试的基础.本文对转台数字模型的构建方法进行了研究,应用了主参数信息模型的设计方法,并结合模块化设计思想,建立了分层递阶的转台主参数信息模型,通过该模型可以实现主参数驱动转台数字设计.基于转台主参数信息模型开发的"主参数驱动的确UOO型转台数字化设计系统"作为项目成果之一,已成功地应用于某船舶研究所.

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卡门曲线回转体旋压工艺参数优选试验研究

张晨爱, 李瑞琴, 梅瑛, 冯文武,

2008 (1): 72-74.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.2008.01.005

摘要 ( 238 )

针对生产卡门曲线薄壁回转体零件旋压成型中存在的大端不贴模、拉裂、外表面起皮等旋压缺陷,确定了旋压工艺方案,从旋轮工作角、进给比及材料热处理等角度进行了不同工艺参数的试验研究,通过试验找出了最优的旋压工艺参数.试验结果对提高旋压件质量有良好的指导作用.

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热缩加长刀杆与刀具配合的接触特性分析

周后明, 王成勇, 赵振宇,

2008 (1): 75-80,88.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.2008.01.001

摘要 ( 282 )

借助非线性有限元分析技术分析了初始过盈量、配合长度、配合直径以及高速旋转状态下的离心力对热缩式加长刀杆与刀具配合的等效应力、接触变形与接触压力等的影响.结果表明刀杆对刀具的稳定、可靠、高精度夹持取决于合理的过盈量与配合长度;在主轴转速低于20000r/min时,因热缩加长刀杆与其实现过盈配合的刀具的直径都比较小,接触特性主要取决于初始基本过盈量;而当主轴转速高于20000 r/min时,应充分考虑到离心力对刀杆与刀具过盈配合的削弱作用.在此基础上进一步给出了热缩加长刀杆与刀具配合的合理过盈量与配合长度的控制方法与流程,对热缩式刀杆的合理设计和选用具有一定的现实指导意义.

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激光跟踪仪现场测量的系统不确定度研究

郁菁菁, 李明, 张靓, 程芳,

2008 (1): 81-83,92.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.2008.01.016

摘要 ( 313 )

在分析激光跟踪仪系统不确定度的基础上,通过对Leica激光跟踪仪LTD840进行相关实验,提出了一种激光跟踪仪现场测量不确定度的评估方法,并通过实验验证了相关结果.

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扁平扇形喷嘴设计及试验研究

张晓东, 董志国, 郝鹏飞, 李元宗,

2008 (1): 89-92.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.2008.01.018

摘要 ( 269 )

对扁平扇形喷嘴的内部结构参数设计进行了系统研究,给出了具体设计方法.最后对使用该方法设计的扁平扇形喷嘴进行了试验研究,试验证明在设计喷嘴时流量系数Cd可以从结构参数相近的试制喷嘴的试验数据中计算出来,然后按照本文讨论的设计方法完全可以设计出符合要求的喷嘴.

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力反馈虚拟手术器械的设计

张艳, 谢叻, 杨扬, 李国杰,

2008 (1): 93-95,99.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.2008.01.017

摘要 ( 202 )

设计了一种二维虚拟手术器械,提出一种机械结构设计方案,以及软件实施方案.研究了虚拟手术器械设计中一些关键问题,如元器件选择,电机堵转等,并通过实验建立了电机堵转状况下的力矩模型.

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增力自锁型冲击式气动夹具设计与力学计算

司广琚, 钟康民,

2008 (1): 96-99.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.2008.01.003

摘要 ( 198 )

简要介绍了夹具技术绿色化的途径.重点介绍了作者创新的三种结合冲击力及自锁机构的高倍增力的气动夹具.给出了工作原理及主要技术参数的计算公式.该类夹具结构紧凑,刚性好,节能效果显著,具有明显的绿色特征.

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二辊矫直机凸辊辊形参数的研究

陈建国, 胡大超,

2008 (1): 100-101,105.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.2008.01.002

摘要 ( 217 )

为满足高速、高精度地矫直棒、管材的要求,二辊矫直机在矫直棒、管材时,棒、管材与矫直辊应全部接触.提出了满足此要求的二辊矫直机的凸辊辊形曲面的计算公式.现有的辊形曲线计算公式以凹辊辊形的设计计算为主,且繁而复杂.这里提出的凸辊辊形曲面设计公式计算简单、方便,为二辊矫直机辊形设计提供了一种新方法.

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显微外科打结机器人的机构设计与运动仿真

魏民, 杨洋, 李成祥,

2008 (1): 102-105.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.2008.01.023

摘要 ( 200 )

本文在研究显微外科医生打结作业的基础上,根据打结作业的动作要求,设计了可用于角膜移植手术的打结机器人机构型式.在此基础上,对打结机器人机构进行了运动学分析.然后,将打结任务规划为机器人的关节顺序动作,通过为机器人各关节添加所需要的驱动函数,在COSMOSMotion环境下建立了机器人的虚拟样机.运动仿真的结果验证了打结机器人机构设计的合理性.

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电梯加速度舒适性评价的生理心理学研究

应乐安, 王成焘,

2008 (1): 106-107,111.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.2008.01.015

摘要 ( 373 )

电梯加速度会影响乘客的乘坐舒适性,本实验研究电梯以不同的最大加速度运行时乘客的主观心理感受,并对此作初步的生理学分析.实验中共设置3个最大加速度,分别是:0.3、0.6、1.0(m/s2).研究结果表明,当电梯以最大加速度1.0 m/s2上升和下降时,乘客普遍产生超重、失重等不舒适感,具有统计学意义(P=0.001和0.002).这一结论对今后的电梯加速度设计具有一定的参考意义.

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高速凸轮轴磨床砂轮架的结构分析及改进研究

崔中, 文桂林,

2008 (1): 108-111.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.2008.01.004

摘要 ( 207 )

以某型高速凸轮轴磨床砂轮架为研究对象,运用模态分析理论对砂轮架的固有频率和振型进行分析.建立了三维有限元模型,运用MSC.Patran & Nastran有限元分析软件对原砂轮架进行模态分析,找出原砂轮架设计中的缺陷,改进砂轮架的结构.通过多种改进方案的比较,确定优选方案,从而为产品的设计和改进提供了理论依据.

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印刷机高点闭牙机构动力性能改善方法研究

刘国栋, 成刚虎, 陈永常, 刘琳琳,

2008 (1): 112-115,120.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.2008.01.007

摘要 ( 280 )

针对印刷机高点闭牙机构在高速时的冲击、噪声问题,给出了高点闭牙机构动力性能分析及改善的一般方法,建立了通用的分析方程;并结合某型号印刷机高点闭牙机构进行了实例分析,揭示了机构的动力性能及存在的缺陷.在此基础上,对此机构进行了动力性能改善,改善后机构的角加速度、接触力、铰支力平稳、无突变,角加速度峰值降低了62%,明显的改善了高点闭牙机构的动力性能.

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一种柴油机用无侧压传动机构运动特性研究

任少云, 杜群贵, 占文锋, 蔡开仕,

2008 (1): 116-120.
DOI: 10.13952/j.cnki.jofmdr.2008.01.014

摘要 ( 182 )

在一种传统S195柴油机结构基础上,基于内摆线形成原理,利用Solidwirks软件设计完成了行星齿轮内摆线传动机构实体模型.根据多体动力学理论,运用ADAMS建立了内摆线传动机构动力学仿真模型.并进一步与传统曲柄-连杆机构运动特性仿真对比.研究表明:行星齿轮内摆线传动活塞实现了简谐运动特性,基本消除了传统活塞侧压力的负面影响,能大大减少了活塞机械摩擦损失,改进了单缸柴油机NVH特性.研究内容在取代传统内燃机曲柄-连杆动力传动机构方面进行了有益探索,仿真分析结果为行星齿轮内摆线传动机构工程应用提供理论依据.

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