摘要：现有的沙土移动机器人大多采用刚性结构,在复杂的工作环境中常常会发生打滑、沉陷、翻倒等问题,缺乏良好的环境适应能力.针对该问题设计了一种面向沙土环境的仿弹涂鱼气动软体机器人;基于地面力学理论和软体机器人建模方法,考虑机器人在沙土环境下的约束条件,通过对软肢体与沙土间力学交互特性的分析,建立了软肢体/机器人-沙土交互力学模型,并构建了输入气压与机器人运动特性的关联;通过实验验证了软体机器人-沙土交互力学模型的有效性和准确性.实验结果表明,该软体机器人具有环境适应性强、控制简单、柔顺性高等优点.

摘要：针对传统钻孔技术难以满足新机钛合金蒙皮损伤修理要求，高能技术无法适应战伤抢修等问题，在分析复合雾滴喷射（Combined mist-jet, CMJ）润滑作用机理及其对钻削力影响的基础上，设计开发了便携式纯气动CMJ发生装置和钛合金蒙皮原位钻孔工具，并用其开展了无润滑干切削、最小量润滑（Minimum quantity lubrication, MQL）和CMJ润滑等三种条件下的钛合金Ti6Al4V（TC4）钻孔试验。结果表明：微量润滑是实现钛合金结构损伤原位切削润滑的有效技术途径，其中，CMJ 润滑效果更佳，在钻削2 mm厚度的TC4板材时，用油量为80～100 mL/h，用水量为200～400 mL/h时，与同等用油量的MQL润滑相比，其轴向钻削力减少24%，出口端毛刺高度降低29%，在钻头寿命内，可钻孔数提高42%；所设计的润滑装置及钻孔工具能够提高钻孔质量和抢修效率，为提升新机钛合金结构损伤外场修复及战伤抢修能力奠定了基础。

摘要：近年来,新型机器人技术被广泛应用于管道的维护与检查.为了克服刚性管道机器人的局限性,提高机器人的灵活性,软材料制成的机器人已被开发并用于管道探测.由于管道内部管路分支较多,软体机器人在管道内的转向控制面临较大挑战.针对此问题,设计一种小孔径管道软体机器人,并建立运动学模型,在此基础上提出了机器人在T形弯管中的柔顺转向策略.最后,通过实验验证了转向策略的有效性和准确性.实验结果表明,提出的转向策略能有效提高软体管道机器人在T形弯管中的通过性和智能性.

摘要：采用有限单元法和单元生死技术,建立了气动按需熔滴沉积成形温度场计算模型,模拟了7075铝合金薄壁件微熔滴沉积过程温度场的演变规律。结果表明:薄壁件成形温度场随熔滴沉积位置的移动而呈现周向动态变化,不同位置熔滴单元节点的热循环曲线存在不同个数的温度峰值和谷值;随着沉积层高度的增加,1～10层相邻搭接层间熔滴的冷却速率降低,熔滴所在沉积层中的高温区域逐渐扩大,使零件在成形方向上呈现变化的温度梯度,并导致1～10层相邻层间熔滴结合处的晶粒尺寸发生变化。模拟结果与7075铝合金薄壁件微熔滴沉积试验结果基本吻合,较好反映了实际成形过程中零件的温度场变化规律。

摘要：均匀金属微滴喷射技术是基于喷墨打印的原理,于20世纪90年代初提出并发展起来的一种3D打印技术.它是以均匀金属微滴为基本成型单元,依据零件形状特征逐点、逐层"堆积"而实现三维结构的快速打印技术,具有喷射材料范围广、无约束自由成形和无需昂贵专用设备等优点,在微小复杂金属件制备、电路打印与电子封装以及结构功能一体化制造等领域具有广泛应用前景.由于金属材料具有熔点高、易氧化、粘性和表面张力大等特点,与非金属材料喷射沉积有很大差异.本文分析了金属微滴喷射方式及其机理,概述了此领域国内外研究现状,并结合笔者研究实践,阐述了金属微滴喷射沉积需要解决的关键技术及实例,如微滴喷射装置开发、喷射成型参数优化等,并对该技术的重点研究方向进行了展望.

摘要：为满足先进电子线路柔性、快速钎焊,设计开发了机械振动式焊滴喷射装置,该装置由电磁驱动、焊滴喷射、同轴供气、温度控制等模块组成。采用锡铅合金进行了喷射试验,在供气流量7.5 L/min^10 L/min范围内,可制备出球形度较好的颗粒;通过调节振动参数,实现了单颗均匀微滴的可控稳定喷射;本文试验条件下焊滴飞行平均速度约为2.43 m/s,有利于焊滴充分铺展以充分钎焊,为高质量的电子线路快速钎焊奠定了基础。

摘要：微量润滑(minimum quantity lubrication,MQL)是提高战伤飞机钛合金结构损伤原位切割效率的有效技术方案。针对现有微量润滑装置无法适应战场环境的问题,开发了可用于战伤抢修的微量润滑集成箱,实现了纯气动的微小流量发生、调整和显示功能。通过钛合金切削润滑对比试验表明,在供气压力0.3 MPa、用油量80 m L/h,用水量200 m L/h时,润湿范围不超过40 mm,刀具耐用度比干切削提高228%。

摘要：针对气压驱动金属微滴按需喷射系统产生的微滴尺寸较小、断裂过程持续时间短,其关键参数不易直接测量的问题,构建了基于延时触发的金属微滴喷射过程图像采集系统。使用直径为200μm喷嘴,在系统稳定喷射情况下,对锡铅合金(60%Sn～40%Pb)微滴的形成和喷射过程进行图像采集、机理分析及关键参数测量研究。实验结果表明:通过将不同延时时刻的采集图像进行组合,可以再现按需喷射系统微滴形成的动态过程及其形态变化;测得了各时刻微滴的位置坐标和直径,计算出微滴平均飞行速度和喷射方向;揭示了金属微滴成形机理和随着飞行距离增大,微滴发散愈剧烈的变化趋势。