摘要：目的开发一种应用于经自然腔道内镜手术(NOTES)机器人柔性机械手的骨架结构,以满足NOTES对手术执行器械的性能需求。方法基于金属编织技术设计一种柔性机械手结构及对应结构的控制策略。根据柔性机械手的机械结构特征推导几何关系公式。通过链式梁约束模型(CBCM)以及机械弹簧理论建立理论模型。对机械结构建立有限元模型并分析,验证理论模型的精度;并由金属编织结构的抗弯刚度验证柔性机械手的载荷能力。结果基于金属编织技术设计了一种柔性机械手结构及对应结构的控制策略。在设置恰当的约束条件后,金属圆环作为单个受力单元在受到0.5 N的轴向力驱动时,最大应变约为1.49%,处于线性弹性阶段。最大形变约为0.3089 mm,比理论值高3.26%。机械手骨架的最大应变约为0.21%,处于线性弹性阶段。最大总形变约为7.1355 mm,比理论值高6.30%。机械手骨架的抗弯刚度计算为3.19 N·mm^(2),与同量级尺寸形状记忆聚合物(SMPs)制成的柔性机械手相当。结论开发一种应用于NOTES机器人柔性机械手的骨架结构,符合执行NOTES手术任务的支撑刚度需求。

摘要：为了促进对燃气井的统一检测管理,确保井中燃气管道的安全以及减少管道日常检查中人力物力的消耗,设计了一种基于窄带物联网的低功耗燃气井实时监测系统。该系统实现了对燃气井中泄漏的可燃气体浓度、温湿度、井盖状态的实时监测,利用NB-IoT技术将检测到的信息无线传输到云端平台,以及将相关数据集中存储管理,并在应用端实时显示。由于燃气井中的工作环境比较恶劣,温湿度变化对可燃气体传感器正常工作会产生干扰,因此系统采取了一种校正方法来补偿环境因素对可燃气体传感器测量结果的影响。实验结果表明该系统具有低功耗、使用寿命长、运行稳定等特点,实现了对燃气井中泄漏的可燃气体浓度等数据的实时监测。

摘要：风力机翼型设计通常未考虑湍流强度影响,气动设计与实际工况产生较大偏差,为使得翼型设计与实际工况相匹配,考虑随机湍流工况湍流强度大小的不确定性,以S809翼型为研究对象,分析低雷诺数下不同湍流强度对翼型S809升阻气动特性、压力分布影响规律,量化湍流不确定性对翼型气动性能的影响,提出一种在气动优化中耦合层流分离预测的高湍流低雷诺数小型风力机翼型优化策略,基于非嵌入式概率配置点法、TransitionSST模型、拉丁超立方试验设计、Kriging模型和非支配排序遗传算法进行气动稳健优化设计。案例结果表明,优化后翼型湍流适应性增强,在不确定湍流强度TI^N(0.15,0.03752)工况下最大升阻比平均值提升了6.55%,标准差减小了13.49%。该方法使翼型设计与湍流风况相匹配,降低翼型对不确定湍流的敏感性,为不确定湍流工况低雷诺数翼型及小型风力机设计与应用提供重要参考。

摘要：为开发低风资源适用型风力机,以100 W水平轴风力机为研究对象,分析不同设计叶尖速比和设计攻角对风轮变风况气动性能的影响;考虑低风速地区风资源数据统计特点,以提高年发电量和降低启动风速为目标,以设计叶尖速比、设计攻角、叶片弦长和扭角为变量,采用NSGA-II算法进行全局多目标气动寻优;开展风力机性能测试试验。结果表明,优化后年发电量提高了9.14%,风轮启动转矩提高了9.62%;在不同负载条件下,优化叶片功率输出均有明显提高,启动风速由3.84 m/s降低到3.03 m/s;该方法避免设计陷入局部优化,提供一种低启动风速与高功率输出矛盾解决方案,为低风速水平轴风力机设计与应用提供重要参考。