摘要：设计了一种适用于煤矿井下救援机器人的水弹轮式结构,以提高救援机器人在复杂条件下的工作可靠性和非结构化环境下的适应性。提出以平行四边形为基本单元的水弹轮式结构径向运动学建模方法,研究不同基本单元水弹轮式结构的承载特性。基于连续介质损伤力学理论对轴向压缩载荷下平行四边形水弹轮式结构的疲劳寿命进行预测,以折展比为约束条件,以极限承载力、疲劳寿命作为评价函数对关键设计参数进行多目标优化。研究结果表明,在质量相同情况下平行四边形水弹轮式结构具有较好的极限承载力,优化后平行四边形水弹轮折展比、极限承载力、裂纹萌生疲劳寿命分别提高15.8%、40.7%、55.4%,水弹轮式结构的工作可靠性得到提高,实际疲劳寿命破坏区域与理论计算结果一致,试验结果验证了分析过程的准确性和优化方法的有效性。

摘要：提出一种以平行四边形为基本单元的水弹(waterboom,以下称“水弹”)轮结构及基于复合材料利用3D打印工艺制作水弹轮实体模型的方法。利用Abaqus仿真软件对仿真模型进行轴向压缩仿真试验,验证了制作工艺的可行性。对制作出的实体模型进行轴向压缩试验,验证了仿真结果的准确性。建立了不同结构参数的仿真模型,利用ABAQUS软件进行有限元仿真,得到了结构参数对轴向刚度的影响规律。研究结果表明,利用复合材料软硬结合3D打印工艺制作水弹轮结构可以有效降低水弹轮结构刚度、提高变形能力,对其实际应用的研究具有重要参考价值。

摘要：文中提出了一种外部使用魔术球折纸结构内部使用多连杆支架的可变直径轮,所谓的魔术球折纸图案是一种众所周知的图案,它可从长圆柱形管变成扁平圆形圆柱。经过改进的魔术球外壳与经过特殊设计的多连杆支架同步运动,得益于魔术球结构外壳对多连杆的遮护,此款可变形车轮在恶劣工况下有更强的适应能力。此外,通过对车轮结构的运动学模型分析,可以得到车轮的折展半径和变形执行器的位置关系,并通过试验进行了验证。

摘要：为了帮助驾驶员轻松完成转向操作及提高转向路感,构建了转向轴式电助力转向(Column-Electric Power Steering, C-EPS)系统的动力学模型,同时构建了二自由度汽车动力学模型以及轮胎阻力模型;设计了应用模糊PID控制算法的助力控制策略、应用PID控制算法的回正控制策略和应用四象限控制算法的阻尼控制策略。通过Matlab/Simulink软件对3种控制模式进行了仿真与分析研究。研究结果表明:提出的3种控制模式可以保证驾驶员能够得到更多的路感信息,转向盘转角及齿条位移迅速地达到稳态,避免了汽车高速行驶转向时转向盘过轻,保证了驾驶安全性。

摘要：针对超大采高液压支架试验台垂直加载液压缸同步控制问题,提出一种基于模糊进程标识符(PID)相邻交叉耦合同步控制策略,利用Creo-Adams及ANSYS建立液压支架试验台刚柔耦合动力学仿真模型,根据垂直加载实际工况添加约束条件。利用AMEsim及Matlab/Simulink建立垂直加载液压系统控制模型,基于各软件之间的接口技术构建Adams-AMEsim-Simulink机液控一体化的试验台多领域协同仿真模型。仿真得到模糊PID和常规PID下相邻交叉耦合同步控制策略的加载液压缸位移跟踪曲线、负载变化曲线、信号控制曲线、同步误差曲线。研究结果表明,相比于常规PID算法,模糊PID算法下的系统具有响应速度更快、控制精度更高等特点,使液压支架垂直加载四缸同步精度误差小于0.1 mm,满足使用要求。研究结论为液压支架试验台垂直外加载系统设计提供参考。