摘要：针对传统爬壁机器人结构复杂、体积庞大等问题,设计了一种能够在竖直壁面上移动的新型小型磁吸附爬壁机器人,可满足在狭小空间内运动的需求.基于振动驱动理论,设计了具有扭转特性的足部结构并采用磁吸附的黏附机制,建立了爬壁机器人的动力学模型.通过数值仿真,分析了激振频率和外部负载对机器人运动速度的影响规律,结果表明,在无负载时,机器人最大爬壁速度可达58.7 mm/s,而在负载0.7倍自身质量条件下,其最大爬壁速度为44.9 mm/s.实验验证进一步表明,机器人在无负载和负载条件下的最大爬壁速度分别为56.5和30.2 mm/s,并通过调节激振频率,可以实现对机器人运动速度和方向的有效控制.

摘要：针对转子系统突加不平衡问题,提出了一种动力学相似设计方法。根据动力学微分方程,运用方程分析法和量纲分析法,考虑阻尼缩比建立动力学相似关系。根据应变能分布准则,设计转子系统原型,利用相似关系对原型进行缩放建立畸变模型,通过仿真和试验对原型和畸变模型的动力学相似性进行验证。仿真结果表明:畸变模型与原型临界转速、应变能分布、瞬态响应具有较高的相似性,前两阶临界转速误差分别为0.1%和0.13%,峰值振幅误差为3%。试验结果表明:畸变模型可以准确地预测原型的临界转速和突加不平衡振动响应,前两阶临界转速误差分别为0.79%和1.72%,峰值振幅误差为5.98%。

摘要：航空发动机的各级机匣通过螺栓法兰连在一起形成完整的机匣连接结构,法兰边上的螺栓结合部力学参数对机匣结构的动力学特性产生明显的影响,只有对机匣连接结构进行动力学建模并进行合理的设计才能保证其具有优越的动力学性能。以两级机匣连接结构模拟件为对象,在考虑螺栓力学特性的基础上,提出采用ANSYS软件对其进行有限元建模的方法。两级机匣连接结构有限元建模主要包括机匣内、外壳的模拟、静子叶片的模拟以及法兰边上螺栓结合部的模拟。分别采用实体单元、刚性耦合的梁单元、弹簧单元、虚拟材料4种方式模拟机匣法兰边上螺栓结合部并给出其引入机匣连接结构的方式。采用实例研究验证模型的合理性。首先,用机匣1有限元模型求解固有频率及模态振型,并结合试验采用反推辨识法获得模拟边界条件的弹簧单元参数;其次,用包含不同螺栓结合部模型的两级机匣连接结构有限元模型求解固有频率及模态振型,并用试验验证其合理性。从计算精度、耗时、建模复杂程度三方面对比两级机匣连接处4种螺栓结合部模拟方法的优缺点。研究结果表明:采用刚性耦合的梁单元模拟螺栓结合部的计算精度与实体单元的计算精度最相近,计算时间减少了44.5%,可在实际机匣连接结构有限元建模时优先选用。

摘要：针对旋转机械中轴承非正常安装时可能出现的异常振动问题,分析了轴承耦合不对中对滚珠接触力及振动响应的影响.考虑深沟球轴承外圈同时存在轴向、平行和角不对中情况,提出了一种综合考虑这3种不对中的深沟球轴承力学模型,并通过正交试验设计研究了3种不对中对滚道接触力及转子振动响应的灵敏度.结果表明,同时存在3种不对中时,平行不对中对滚珠接触力和振动响应最敏感,轴向不对中对滚珠接触力和振动响应灵敏度最小.

摘要：为了研究机床主轴振动对机床在服役期间可靠性的影响,以一种机床主轴为研究对象,将轴承非线性恢复力和转动不平衡力之和作为主轴-轴承系统的外激励,利用集中质量法建立机床主轴-轴承系统的十四自由度动力学模型,采用数值方法求解动力学方程。搭建实验台,将实验所测结果与动力学模型结果进行对比来说明系统动力学建模的有效性。然后,在考虑轴承参数随机性的情况下,以主轴轴端最大振动位移为评价指标,建立主轴振动可靠性模型。最后,采用自适应Kriging结合Monte Carlo模拟法(AK-MCS)对机床主轴振动进行可靠性分析。结果表明:本文所建立的动力学模型以及提出的可靠性评估方法具有较高精度。

摘要：针对航空发动机静叶调节机构中的小间隙转动关节动态接触力计算不准确的问题,提出了新的考虑共形接触的连续接触力模型。基于改进的Winkler接触理论修正了弹性接触力模型,结合恢复系数适用范围广泛的Flores模型中的阻尼耗散项,提出了新的小间隙转动关节连续接触力模型。分析了所提出的接触力模型在不同接触长度、不同恢复系数、不同间隙大小和不同碰撞初速度等条件下的适用性,并与L-N等传统接触力模型进行了比较。将所提出的接触力模型应用于静叶调节机构间隙转动关节的动力学计算,并设计了静叶调节机构原理件实验台进行实验验证。结果表明,基于新模型的动力学数值计算可以准确反映间隙关节的接触特征和机构的动态响应,验证了所提接触模型的有效性。

摘要：涡轮分子泵广泛应用于大科学装置、核物理工业、半导体及薄膜工业。径向涡轮分子泵转子叶列结构简单,叶列排气端呈圆弧形外扩排布,有利于叶片间气体粒子正向传输,提升了抽气效率。文章以径向结构涡轮分子泵为研究对象,基于稀薄气体传输理论,采用数学粒子追踪方法,对9种不同形状的叶片结构进行对比分析,使用COMSOL软件模拟不同叶片结构下叶列间气体粒子的正、反向传输几率,探究叶片形状对气体粒子正、反向传输几率和压缩比的影响。结果表明,涡轮分子泵转子叶片一侧为弧形凸面结构,另一侧为平面结构时,分子泵的压缩比提升1个数量级,分子泵性能显著提升。研究对涡轮分子泵的设计与优化具有一定的参考价值和指导意义。

摘要：与三维混沌系统相比,超混沌Lü系统具有更复杂的动力学性能,对超混沌Lü系统进行平衡控制和同步控制。根据超混沌Lü系统的动力学方程,设计单一的控制器进行平衡控制,系统的变量渐进趋近于零。然后,对于不同初始状态的两个超混沌Lü系统,设计单一的控制器进行同步控制,系统的误差信号渐进收敛到零。最后,采用MATLAB软件对设计的单一控制器进行了数值仿真,并对结果进行分析。仿真结果表明,设计的单一控制器比较简单,能够实现超混沌Lü系统的平衡控制和同步控制。

摘要：脑机接口是脑认知、脑医学、类脑研究等领域的重要研究手段之一,其微电极的精准植入是该领域研究的必要前提和重要保证。随着机器人技术、机器视觉及人工智能的快速发展,手术机器人渐渐在脑机接口植入手术中使用。面向微电极在SD大鼠(Sprague-Dawley)感知与运动皮层区域的精准植入需求,设计了一台以视觉引导为基础的脑机接口微电极精准植入系统。基于机器视觉的方法识别大鼠颅骨关键点,以此建立坐标系获取大鼠颅骨点云信息,实现靶点的高精度识别与定位,引导执行机构完成电极埋植操作。通过模型分析与动物实验,该植入系统能够准确识别实验对象手术靶点,引导执行机构快速钻透颅骨并准确稳定植入电极到目标区域,有效地提高了微电极植入的准确性。

摘要：随着带式输送机系统单机长度的增加、输送量的增大以及提升高度的提高,所需输送带的强度越来越高。为了进一步降低输送带的强度或驱动装置的规格,要在输送线路上布置中间驱动。现有驱动方式有轮胎驱动、直线电动机驱动、托辊驱动、中间滚筒驱动、线摩擦驱动等。笔者简要介绍了直线电动机驱动、托辊驱动、轮胎驱动的研究进展,重点讨论线摩擦驱动带式输送机系统的发展,为今后多驱动带式输送机的选用与设计提供参考。