摘要：针对海洋钢桩腐蚀防护的自动化作业问题,提出一种多足蠕动式攀爬机器人。该机器人在攀爬过程中具有混联构型和并联构型两种状态,通过两组机械足交替夹持与移动,实现攀爬作业任务。基于螺旋理论和修正的Grübler-Kutzbach公式,分析机器人的自由度,得到机器人并联部分机构的自由度恒为1,不会受到机械足数量的影响;采用Denavit-Hartenberg(D-H)法和解析法,建立机器人的运动学模型,确定机械足与机器人主体的位置映射关系;利用蒙特卡洛算法,计算六足、八足以及十足的机器人攀爬工作空间。基于此,在确定海洋钢桩的规格后,综合考虑机器人主体尺寸、夹持力等因素,最终选择六足构型。通过若干组机器人攀爬实验,对建立的机器人运动学模型进行验证。试验结果表明:研制的六足蠕动式攀爬机器人实验样机结构设计合理,符合攀爬工作要求。研究成果将为海洋钢桩腐蚀防护自动化装备的研制,以及混联机构在管外攀爬机器人领域中的应用,提供理论依据。

摘要：提出对生活垃圾中回收价值高的废旧塑料进行优化分选的新工艺,研究塑料分选的工作机理,建立垃圾分选成分在分选设备中运动的数学模型。研究垃圾堆密度、气流速度、气流倾角、分选区高度与分选率的关系,确定了比较理想的参数取值范围。研制塑料分选试验台,并采集生活垃圾进行大量试验,验证了理论分析结果的合理性。确定塑料分选设备的结构参数和最佳运行参数为,水平送风时的最佳风速13～17 m／s,最佳气流倾斜角14°,这些参数为塑料分选设备的设计和制造提供了理论支持,能使生活垃圾中的塑料分选率达到85％以上。

摘要：为明确玉米碎秆在粉碎室内运动机理,基于CFD-DEM耦合分析不同粉碎刀轴转速碎秆运动过程和受力变化规律。仿真结果表明,当转速为1900、2000 r/min时,碎秆粉碎室壁面平均相互作用力波动较为剧烈,2300 r/min时稳定在(175.228±19.08)N,且碎秆平均能量大幅增加。当转速为1900、2000、2300 r/min时,碎秆间平均作用力最大分别为10.61、7.78、18.76 N,碎秆粉碎刀轴壁面平均作用力分别稳定在(112.36±8.32)N、(101.15±8.02)N和(107.25±4.97)N,碎秆抛撒均匀度分别为(85.40±4.77)%、(78.52±5.56)%和(75.17±5.32)%。粉碎刀轴转速增大,使得碎秆碎秆及碎秆粉碎室壁面平均相互作用力增大,导致碎秆间及碎秆与粉碎室壁面的碰撞次数增多,加剧了碎秆能量的损耗,过大转速不利于碎秆抛撒均匀度提升。为验证仿真结果,进行田间试验验证。结果表明,当转速为1900、2000、2300 r/min时碎秆抛撒均匀度分别为(82.35±6.57)%、(76.14±7.18)%和(74.22±5.65)%。田间试验和仿真结果表明在碎秆长度达标后,增大粉碎刀轴转速不利于抛撒均匀度提升,且作业功耗上升较大,同时验证了仿真的准确性。该研究可为玉米秸秆还田机设计和优化提供支撑。

摘要：介绍一种利用高速视觉传感器,对机械系统高速运动进行实时运动特性提取的技术,并搭建高速视觉检测系统,可以对复杂的高速机械设备进行长时间、无接触的运动频率检测。本技术将高速相机视为多传感器系统,对预存储的多周期高帧率图像进行离线处理,设计周期运动特性关键像素点提取算法,以这些像素点为固定的多个子传感器,将图像简化为一维向量,并建立周期运动特性样本序列数据库,实现基于视觉平台的高速机械运动相位和频率检测技术。为验证算法的有效性和系统的稳定性,利用步进电动机带动的旋转装置和缝纫机的机械运动部分进行试验,结果证明了本算法和系统可以正确的提取周期运动特性关键像素点,建立样本数据库,完成高速实时视觉检测。

摘要：为了模拟滑翔机在改变浮力大小、质心位置后产生滑翔运动的能力以及回转特性,针对水下滑翔机的运动控制特点,基于柯西霍夫方程,建立了水下滑翔机六自由度空间运动非线性仿真分析模型.对HUST-2号水下滑翔机在垂直平面内的滑翔运动以及回转运动的仿真结果和试验结果进行了比较,两者符合得较好,验证了数学模型的准确性,为利用该模型设计新型滑翔机提供了有效的工具.

摘要：为了运用球面4R机构满足周期性往复运动的需求,以GTM剑杆织机中球面4R引纬机构为研究对象,建立了机构的结构参数和输出运动参数之间的函数关系,利用数学方法得出了机构运动函数的特性,分析了各结构参数对运动曲线形态的影响。通过组合相关的结构参数,获得了不同形态的运动曲线,实现了机构的变异,扩展应用到引纬机构的扩幅设计和开口机构的创新设计中。研究结果表明,通过合理组合球面4R机构中的两个结构参数可以实现多种应用。

摘要：根据超高速撞击条件下气化产物的产生机理和辐射特性,设计了获取气化产物冲击波运动速度的序列成像测量方法,并在超高速碰撞靶上开展了直径4.5 mm铝球以6 km/s左右速度撞击2A12中厚铝板的试验,测量得到了撞击气化产物冲击波的运动序列图像,对撞击气化产物冲击波运动半径、速度、气化产物总能和波后流场参量分布等进行了定量分析,获得了铝-铝超高速撞击气化产物的运动特性。研究表明:设计的测量方法能很好地获得撞击气化产物冲击波不同时刻的位置信息,可为分析气化产物运动特性提供数据支持;测量所得气化产物冲击波运动半径随时间变化关系与Taylor点爆炸模型拟合结果相符,证明了该模型理论可用于超高速撞击气化产物运动特性相关研究。

摘要：针对非结构化环境对小型移动机器人的运动要求,设计了一种具有多驱动模式的轮腿式机器人。该机器人采用对称结构,由车体和4个结构尺寸完全相同的独立运动单元构成。研究了机器人系统的总体结构,阐述了其机构设计及实现。分析了其通过台阶、凸台、壕沟、斜面及楼梯等障碍时的运动特性及可包容的地形。研究了机器人具有的转向模式。研制完成的样机具有结构简单、易维护、运动灵活的特点,具有很好的环境适应性。

摘要：针对偏置在动从动件六圆弧盘形凸轮机构，建立了从动件运动规律和压力用的通用表达式，分析了机构几何参数对运动特性的影响，提出了机构参数的选择原则和优化设计。

摘要：两段式液压机械无级传动能够实现大传动比、宽传动范围的无级变速,并且可以降低液压元件的额定功率,提高全程的传动效率。该传动机构的运动特性关系着整车工作模式的设定及其性能的发挥。分析了液压机械无级传动机构分矩汇速型、分速汇速型和分速汇矩型三种类型的分汇流形式。利用杠杆法分析了外力构件位置对机械点分布、液压元件正反相位和功率流类型的影响,获得了两段式液压机械无级传动机构的可行分汇流形式。总结了各个段内液压元件转速与输出转速的关系,并基于无速差换段理论对段间输出转速的衔接规律进行了研究。通过液压元件正反相位的往返变化,实现了两段式液压机械无级传动输出转速的连续无级变化。搭建了采用分矩汇速+分矩汇速型液压机械无极变速器的ZL50型装载机的仿真平台,进行装载机在典型V循环工况下运动特性的模拟,分析了变速器的输出转矩和传动效率,结果验证了理论分析结果的正确性。研究揭示了液压机械无级传动机构的段内运动特性及段间的运动衔接规律,为液压机械无级传动机构的设计及工程应用提供了理论依据。