摘要：为研究航天可展结构展开及锁定的动态过程,针对航天工程中广泛应用的微小间隙转动副,提出了一个多点接触碰撞模型及其离散算法。该算法计入了运动副表面波纹、位置误差、轴弯曲变形以及粘滞微滑效应等实际因素。静态接触数值算例与试验结果较为符合。使用不同间隙量,对一端固定的含间隙转动副柔性杆受轴向冲击碰撞的过程进行了动力学仿真。计算结果表明:该模型能描述接触力和变形接近量的非线性关系与滞回特性,模型参数易于获得,便于在结构设计阶段数值仿真中使用。

摘要：基于有限元方法,探讨了单元对系统特征频率的敏感度分析方法,得到了对系统特征频率贡献最小单元的敏感度计算公式.建立了以第1阶固有频率为约束,以结构件质量最小为目标函数的优化模型.在算例中通过对结构件进行有限元模态分析和试验模态分析,保证了模型的正确性.在分析的基础上,根据结构设计的要求,采用Optistruct对结构件进行了拓扑优化.通过拓扑优化,在理想状况下,结构件的质量大幅度地减小,获得了满足设计要求的结构件材料的重新分布图.

摘要：由于可展结构在运动过程中的时变性 ,特别是干扰所引起的非线性动力学特性 ,涉及许多深层次尚在探讨的动力学问题。为了考察间隙非线性对系统动力学性能的影响 ,本文对空间可展结构进行了动力学实验研究。实验结果表明理想结构与实际结构存在较大差异 ,铰接间隙等非理想机械因素导致系统复杂的非线性动力学行为 。

摘要：为研究微重力环境下含铰接间隙航天可展结构的动力学特性,让可展桁架结构分别在水平悬吊和垂直安装情况下展开到位后突然锁定,测试并比较标志点的衰减振动加速度响应。在水平安装时,用橡胶绳把每一部件悬吊起来,以尽量消除部件重量对铰关节的作用力。实验结果显示,与垂直安装状态相比,水平悬吊安装状态下含间隙桁架结构衰减振动的加速度幅值响应减小,振动时间较短,有更宽的频谱响应和严重的响应滞后现象,对铰间隙的初始运动状态呈现出高度敏感性。

摘要：依据六自由度机器人设计"臂腕分离"的原则,基于D-H参数对六自由度机器人构型进行拓扑分类,得到32类三自由度臂部结构。研究了位置雅可比与构型奇异性之间的关系,区分出12类结构奇异构型和20类非结构奇异构型。对机器人臂部结构构型的负载能力特性进行分析,得到10类负载性能较好的非结构奇异构型。编制了臂部结构构型分类表,确定了基于负载能力的机器人构型设计原则,能用于指导机器人的构型设计。进行了机器人构型实例分析与蒸汽发生器检修机器人工程样机研制,验证了所提出构型设计方法的有效性。

摘要：针对隔振质量偏离静态平衡位置导致准零刚度(quasi-zero stiffness,QZS)隔振器动态刚度增大而影响低频隔振性能的问题,基于双对斜杆负刚度机制,构造了恒值QZS隔振器,推导了隔振器的力和刚度表达式,通过静态平衡点处刚度及刚度二阶导数等于零的QZS条件,研究了参数影响下的力和刚度特性,获得了非线性刚度、恒值QZS和零刚度的参数条件。根据静态分析,设计了恒值QZS试验模型,通过万能试验机测得试验模型的力位移曲线,与理论值具有较好的一致性。进而采用激光测振仪和振动台开展谐波激励的动态试验,获得了恒值QZS和线性刚度隔振器的位移响应及传递率。动态试验结果表明,恒值QZS隔振器的起始隔振频率小于1.5 Hz,且传递率整体小于线性隔振器的位移传递率,而线性隔振器的起始隔振频率为4.5 Hz。综上,提出的恒值QZS隔振器不仅能实现任意恒值的QZS,并且可采用杆、弹簧方便地获得所需的恒值QZS,具有优越的低频隔振性能。

摘要：探讨了用解析的方法解决压敏标签贴标签机的剥离刀口的优化设计问题，分别提出了剥离刀口处的张力功、摩擦功、弹塑性变形功和剥离功的计算模型，并对结果进行了讨论，结果表明，剥离刀口的曲率半径存在一个最优值，此值分别与纸带预张力、压敏胶的特性、标签的瞬时剥离宽度、底纸带特性等有关。

摘要：由于包芯线材料较软容易变形,导致卷绕过程中包芯线间隙过大或者错排乱排现象,为实现排线的高质量和快速性,设计了一种基于图像处理技术的包芯线自动卷绕系统。采用平滑滤波、灰度增强等预处理方法对图像进行加工,并利用类间方差法确定阈值,动态阈值分割图像,有效避免了光照以及生产过程中的干扰因素影响,将原始图像转化为不含噪声的二值化包芯线灰度图,采用差分边缘算子对图像边缘检测,提取间隙几何特征,识别包芯线间隙并驱动可执行机构采取处理措施。该算法对包芯线卷绕系统具有较强的实用性和适用性,并在试验中取得了较好效果。

摘要：针对石油输送管道焊接作业需求,提出一种用于管道外壁行走的新型轮式机器人行走机构,并能实现管道过弯。设计了采用水平布置的全向轮和预紧弹簧组成的悬挂机构,过弯时在弹簧力的作用下能够适应弯道轮廓。将水平面内的全向轮过弯运动等效为平面两轮小车转弯模型,分析了机器人在过弯时倾覆力矩产生的原因。在Solidworks中建立三维虚拟样机模型,利用ADAMS动力学软件对机器人过弯运动进行仿真,分析了行走机构中弹簧的刚度对机器人过弯稳定性的影响以及不同管道表面条件下机器人行走稳定性。结果表明,弹簧刚度在(800~1400)N/m范围内取值,机器人能稳定过弯;在管道表面干燥以及附着有雨水时湿滑的条件下,即全向轮辊子与管道外壁的摩擦因数大于0.1时,机器人能展现出良好的行走性能。该研究结果可为后续机器人结构优化设计提供依据。

摘要：以人体生理踝部关节结构为模仿对象,设计一种转动轴线空间斜交叉的2自由度绳驱动踝部关节机构。运用D-H法建立了踝部关节的运动学模型,进行了踝关节机构的运动学仿真,分析了踝关节机构的距下关节、踝关节转角对脚部内外翻、内外旋、背曲(跖屈)运动的影响,仿真结果表明设计的踝部关节机构具有良好的运动灵活性,实现了与人体踝部关节接近的运动功能,为仿人机器人高性能踝部关节的研制提供了理论基础。