摘要：【目的】为了精确计算盘式制动器的制动盘制动力,建立了一种基于热源影响下制动片的准静态温度和热应力分布的制动盘制动力模型。【方法】首先,分析了单次制动过程中的能量转换机制;其次,基于制动过程中获得的准静态温度和热应力分布,通过数值方法构建了应力-制动力模型;最后,设计了仿真实例以验证模型的有效性。【结果】仿真结果表明,在制动中后期,受积温效应的影响,温度-制动力模型曲线略高于应力-制动力模型曲线;应力-制动力模型与温度-制动力模型曲线的趋势高度一致,最大差值为305 N,平均差值为2.3715 N,平均相对误差为0.0127%。该模型不仅为制动力的数值分析提供了依据,也为制动力检测开辟了新的思路和方法。

摘要：研制了一种超磁致伸缩换能器。为了改善磁路,提高换能器的振动性能,利用有限元法对换能器进行仿真计算,重点研究了导磁块和导磁筒对换能器性能的影响,又仿真计算了换能器工作时的温升;对研制的换能器阻抗和振幅进行了测量;结果表明:随着导磁筒厚度的增加,Terfenol-D棒的磁场强度先增大后减小,磁场均匀度先减小后不变,输出振幅先增大后略有减小;随着导磁块厚度的增大,Terfenol-D棒的磁场强度和磁场均匀度增大,输出振幅也增大;与无导磁筒的换能器相比,有导磁筒的换能器的机电转换系数和输出振幅均较大,但工作相同时间后的温度较高。该研究提供一种对超磁致伸缩换能器的磁路结构进行设计优化,并提高其振动性能的仿真计算方法。

摘要：针对焦炉炉顶环境恶劣、人工测温精度和效率低的情况,设计了一种仿蝎式机器人用于焦炉测温,并对机器人腿部行走机构进行了设计分析。首先,参照蝎子的仿生结构对焦炉测温机器人整体结构进行建模和腿部的设计,并对其进行应力分析,确保其在测温过程安全稳定运行;其次,建立机器人运动结构Denavit-Hartenberg(D-H)坐标系,对其腿部进行了正逆运动学分析;最后,利用Matlab软件对腿部进行笛卡儿空间轨迹规划,并运用Adams软件对腿部关节进行了步态仿真,表明腿部轨迹规划和步态仿真的运动曲线趋近相同且运行平稳。试验结果表明,测温机器人运动的实际误差保持在2 mm之内且运行平稳。这为后续焦炉测温机器人整体系统的开发奠定了重要的基础。

摘要：为减小超磁致伸缩换能器在高频工作时的设计误差并抑制涡流损耗,基于解析法设计了一种新型超磁致伸缩换能器,利用表观弹性法求出换能器的等效弹性常数,计算了换能器的共振频率,利用有限元软件对换能器进行动力学分析,并对换能器的稀土棒进行涡流损耗分析;进一步研制了换能器的样机,并进行阻抗测试。结果表明:未处理稀土棒的涡流损耗主要集中于外径表面,切片后稀土棒的涡流损耗减小了67.98%;根据表观弹性法计算的换能器共振频率与有限元计算、实验测试结果基本一致,而基于一维纵向理论求得换能器的共振频率与实验测试结果相差较大。

摘要：针对多臂协同复合机器人在焦炉顶炉口执行多臂协同测温作业时的稳定性,本文设计一种基于改进粒子群优化(IPSO)算法的PID柔顺控制系统。对于焦炉顶炉口测温,首先设计了多臂协同复合机器人来实现移动过程中的焦炉顶炉口测温作业;其次搭建机械腿与PID控制模型;并运用于PID控制器参数整定,与Z-N法进行比较,改进粒子群的PID柔顺控制模型调节时间缩短26 s,超调量更小;最后,通过Simulink与Adams联合仿真得到复合机器人的各运动参数曲线。结果显示,多臂协同复合机器人在前进2000 mm过程中,机身只有0.45 mm的偏移,整体运动速度最大可达100 mm/s,膝关节最大关节角速度稳定在48(°)/s和54(°)/s,在机器人稳定运行范围内。结果表明多臂协同复合机器人稳定运动,能够很好地实现焦炉顶炉口测温作业。

摘要：由于行星齿轮箱振动信号的故障特征难被提取,故采用变分模态分解(VMD)能量熵与支持向量机(SVM)相结合的方式实现行星齿轮箱故障诊断。首先利用VMD方法将振动信号分解为不同尺度的内稟模态函数(IMF)并提取各IMF的能量熵值构成特征矩阵,其次利用粒子群算法(PS0)对支持向量机的惩罚因子和核函数优化,最后将特征矩阵输入支持向量机进行故障模式识别。通过行星齿轮箱的实验研究,验证了该方法的有效性并且识别准确率高达99.625%。

摘要：为了解决现代城市停车难以及新能源车辆充电不便的问题,以巷道堆垛式车库为基础设计了一种具有充电功能的混合立体公交车库,车库包括车辆识别系统、停车系统、控制系统、充电系统以及人机交互系统5部分。首先,从整体结构和工作原理介绍所设计的车库;其次,对车库的二层可升降停车单元进行了设计并对支撑装置进行分析;再次,根据存取车流程以及具体工作环节对混合立体车库控制系统所包括的硬件和软件进行了设计;最后,搭建了混合立体车库的样机,通过对车辆模型的存取证明了此设计的可行性。结果表明:此设计充分利用了空间,提高了装置的停车数量,安装相应充电系统丰富了立体车库的功能。所设计的车库不仅有较高的自动化程度,而且车库的各组成结构稳定可靠。投入生产使用后能有效解决城市面临的停车难和充电不便的问题。

摘要：为了缓解城市公共交通车辆停车压力,改变立体车库利用率低的状况,设计了一种巷道堆垛式立体混合公交车库,分析了现有巷道堆垛式立体车库的优缺点,提出了混合车库结构方案,介绍了载车板、搬运器、堆垛机、车库主体的结构形式,阐述了巷道堆垛式立体混合公交车库的存取车原理。通过建立在连续存或连续取k辆小汽车时,以堆垛机存/取耗时为目标函数,搬运器单搬运及双搬运的数学模型,得出双搬运耗时明显低于单搬运的结果。对车库存取策略的分析主要围绕搬运器的不同搬运方式进行,因此研究结果对多搬运方式下车库存取策略的研究有一定的参考价值。

摘要：针对旋转机械智能运维实时监测的工作需求,提出一种智能轴承自供电结构。根据电磁感应原理,该轴承结构从其旋转运动中采集电能,通过电压转换装置为轴承的传感器和无线传输组件供电,并将剩余的电能储存在超级电容中;建立有限元模型,通过与试验中不同转速下的有效电压进行对比验证模型的准确性;使用麦克斯韦电磁仿真软件,分析不同拓展环材料、气隙以及磁铁长度对电压值的影响。结果表明:在转速1758 r/min、气隙1.0 mm以及磁铁长度5 mm的条件下,可以得到10.65 V的有效电压以及1.04 W的最大输出功率,能够满足传感器和无线传输组件的正常工作要求。

摘要：针对现有管道检测机器人转弯性能差的问题,研究了直轮式管道泄漏检测机器人。该机器人采用驱动轮直接驱动,结构简单,输出稳定。采用理想规划法对机器人建立过弯方程,计算可知当宽度小于146.29 mm时,机器人满足弯管爬行的弯道几何约束要求。采用Adams软件仿真分析机器人弯管通过性能以及转弯时驱动轮的速度变化情况。分析结果表明:机器人可以安全通过弯管,满足设计要求;过弯时机器人外轮运动速度v 2增大,内轮运动速度v 1减小,因此机器人可以平稳过弯;v 2与机器人质心位移的变化趋势很接近,当机器人到达弯管极限位置时,v 2达到最大;直轮式管道泄漏检测机器人可以通过直径170 mm、曲率半径450 mm弯度的管道。研究结果可为管道检测机器人的工程应用提供参考。