摘要：针对沉淀池内工业淤泥难以清理的问题,设计一款能够适应复杂环境的履带式水下清淤机器人。机器人采用履带式移动机构,以适应松软泥层。对清淤机器人平地行驶、上下斜坡的稳定性进行分析,得到其稳定运行的浮心可行域。基于RecurDyn仿真软件搭建动力学模型,分析机器人在水底运行时不同类型的地形环境及工况。结果表明,浮心设置在浮心域内机器人的稳定性更高;清淤机器人的质心高度能够始终保持稳定,满足设计要求;清淤机器人能够稳定通过15°坡面和100 mm障碍,证明清淤机器人的设计能够适应水下复杂环境。

摘要：柱塞副是斜盘式轴向柱塞泵最重要的摩擦副之一.为研究柱塞所受液压力时的动力学和运动学的关系,建立了柱塞泵的联合仿真模型.以A37斜盘式轴向柱塞泵为研究对象,通过对柱塞副进行运动学分析,建立柱塞副的三维几何模型,对三维模型施加运动和力学关系约束,建立ADAMS虚拟样机的物理模型,获得了柱塞的位移、速度和加速度曲线.通过AMESim建立柱塞副液压模型,对柱塞泵的动力学模型和液压模型进行联合仿真,得到液压模型计算的柱塞腔内压力分布.虚拟仿真平台验证了动力学模型的正确性,能够真实模拟柱塞的受力和运动情况,为柱塞副的设计研究奠定了基础.

摘要：为了对泊车过程中的车辆进行跟踪控制,基于车辆动力学模型,研究设计了一种线性二次型控制器,使用B-spline曲线规划了一条曲率连续的泊车路径,针对控制器设计过程中权重系数选择困难,引入模糊逻辑算法对控制器进行优化处理,节省了人工成本,然而模糊逻辑算法的计算是实时的,且不同速度下车辆状态不同,因此将基于Frobenius范数的更新策略加入程序计算中以降低计算量,利用MATLAB/Carsim联合仿真验证了改进后控制系统的运算时间降为0.2 ms,实时性提升92%,适应度提升30%.

摘要：以转炉余热烟气为研究对象,介绍了一种针对中高温、高硫、高灰余热烟气高效利用的余热锅炉的设计方案,以及防止该余热锅炉受热面磨损、腐蚀和保证锅炉稳定运行的关键技术。该锅炉热效率较同类型余热锅炉提高3~5个百分点,适用于含尘量(质量浓度)<100 g/m3、含硫分(体积分数)<15%多种类型烟气,锅炉连续运行周期可从12个月提高至18个月;采用主动式导流防磨技术可防止受热面积灰堵塞,不使用防磨材料,锅炉制造成本低。

摘要：为使移动机器人能更好地适应丘陵山地等农业环境,以具有较大折展特性的8R机构为平台,构造一种含折展平台的多模式移动并联机构,作为可用于农业环境作业的移动机器人搭载平台,通过分析平台折展过程中折展率变化规律,确定最优折展平台参数。对因折展产生的多种运动模式,通过螺旋理论和图论法绘制机构的旋量约束拓扑图,以此求出机构各运动模式自由度,分析机构模式切换机理。最后采用ADAMS进行仿真,设计样机验证机构在各运动模式的可行性,为后期在搭载平台上安装不同的末端执行器装置提供良好的研究基础。

摘要：为降低高速列车受电弓部位的气动噪声,对受电弓底部空腔采用射流降噪的主动控制方法。建立高速列车纯空腔射流参数化模型,选用合适的数值模拟方法对参数模型进行流场和声场的对比分析计算,在保证空腔后壁面阻力系数尽量小的情况下,得到使空腔远场降噪效果最佳的射流方式。根据射流设计变量与相关力系数、远场噪声等优化目标之间的非线性关系,选用支持向量回归-多目标遗传优化设计算法,对已有的数值计算样本进行多目标寻优设计,获得一系列Pareto最优射流方式。结果表明:空腔射流流量与流场、声场变化无明显线性关系,射流位置在空腔壁面偏上位置时降噪效果更好;受电弓空腔固有频率与声场峰值频率范围不同,避免了声腔共振的问题。研究空腔射流对受电弓的影响,发现受电弓弓头升力系数不受射流影响,并且降噪效果优于纯空腔射流,整体最多可降噪6.2 dB。

摘要：针对高速列车行驶过程中受电弓区域产生的气动噪声问题,提出一种基于射流的主动降噪新方法。通过建立1∶30缩比受电弓空腔射流降噪装置模型,探究不同射流速度对空腔噪声的抑制效果。采用LES湍流模型和FW-H声学模型对受电弓空腔流场和声场进行求解,分析不同射流速度对湍动能、涡量、表面声功率级及远场噪声值的影响,得出来流马赫数M=0.117时的最优射流速度为40 m/s;在最优射速下,受电弓空腔表面最大声功率级降低了4.503 dB,远场噪声值在2.5 m接收点处降低1.43 dB,在8.333 m接收点处降低1.16 dB,达到降噪设计目标。在此基础上,进行1∶30缩比模型的风洞试验,测试受电弓空腔后壁面监测点的脉动压力,并对其进行傅里叶变换(FFT),得到300~5000 Hz范围内噪声频谱特性;在射速40 m/s下,后壁面中间、边缘监测点处总声压级分别减小0.53、0.49 dB。将仿真与试验数据进行对比,得出总声压级最大误差为3.54 dB,误差值占总声压级的2.4%,验证了气动噪声计算方法的准确性。

摘要：传统缺口型柔性球铰的工作行程较小,且存在结构构型及柔度计算复杂、加工工艺要求高等问题,不能应用于需大行程的场合。为此,设计了一种正交簧片型大行程柔性球铰,即将具有较大变形能力的簧片梁通过正交组合形成虎克铰,使其能够实现3个功能轴线方向的运动。该柔性球铰具有结构构型简单、加工制作容易和工作行程较大等优点。根据柔性球铰单个簧片梁的柔度矩阵及连接方式,采用柔度矩阵法和坐标变换方法,对柔性球铰的全局柔度矩阵进行建模和计算,通过有限元仿真和实验测试对所建立的柔度模型进行验证,并分析了柔性球铰几何参数对柔度的影响规律。结果表明:柔度理论计算值与仿真值的相对误差基本在10%以内,与测试值的相对误差在8%以内;几何参数对柔度影响程度从大到小依次是柔性簧片梁2的厚度、宽度、长度。研究结果可以为大行程空间柔顺机构的多样化设计提供参考。

摘要：针对柔顺停歇机构的柔性构件在运动中产生的大变形、大挠度等几何非线性行为,采用伪刚体模型法来分析该类非线性大变形系统。首先,基于大挠度理论对大变形柔性梁进行屈曲分析,运用第一、第二类椭圆积分模拟初始状态为直梁的柔性梁,用多项式拟合得到其载荷—位移关系式。结合边界条件与受力特性,得到柔性梁的等效非线性弹簧伪刚体模型。在此基础上,运用牛顿定律建立机构运动学方程,通过MATLAB/Simulink建模仿真求得曲柄匀速转动时滑块的位置,得到机构具有双停歇特性的滑块位移曲线,揭示了滑块位移与时间以及曲柄转角之间的关系,并通过ADAMS(automatic dynamic analysis of mechanical systems,机械系统动力学自动分析)仿真验证了理论模型的准确性。其次,为了提高柔顺停歇机构的操作精度和工作性能,对其频率特性进行研究。运用Lagrange方程从机构整体出发建立其动力学模型,推导出柔顺停歇机构固有频率的解析表达式,分析了柔性长梁的截面参数、柔性梁长度和材料性能参数对机构固有频率的影响。结果表明,不同的参数对机构固有频率的影响是不同的,因此在进行柔顺停歇机构的优化设计时要综合考虑各参数对机构动力特性的影响。研究结果为柔顺停歇机构的优化设计奠定了一定基础。

摘要：考虑到在灾区、疫情区等存在限制区的情况,且物流配送中末端配送耗时长、效率低等问题,物流企业尝试结合货车与无人机自身特点,扬长避短,采用“货车+无人机”联合配送模式进行配送。提出了一种在限制区下一辆车携带多架无人机的货车支持无人机配送解决方案,并构造了以最小服务时间为优化目标的双层规划求解方法,第一层,针对货车停靠点的选取,设计了一种结合DBSCAN聚类和K-means聚类不同特点的多阶段融合聚类算法,第二层,以车辆路径问题为基础设计采用蚁群-模拟退火融合算法构造了一车携带多架无人机形式的配送路线;通过对不同算例的求解,验证了算法的计算性能和融合聚类的优越性,以某县物流配送为实例进行求解,结果表明在有效解决区域限制问题的情况下,相比传统配送模式在最终服务时间也缩短了41.4%,有效地提高了末端物流配送的效率。