摘要：由于勘探目标体的二次场信号微弱,航空电磁探测系统必须具有良好的隔振降噪性能才能获取高质量的深部目标体低频信号.基于气动传动的概念,构建了气缸式气动隔振系统.建立了基于热力学和空气动力学的非线性动力学模型.利用MATLAB/Simulink对其动态性能进行仿真,对其振动的时域和频域特性进行仿真分析,气动悬架的固有频率可低至0.5 Hz,共振点的幅值比小于1.8.研究了附加气室体积和节流孔横截面积对其隔振性能的影响,为设计参数的优化选择提供了理论指导.航空电磁探测系统室内试验和飞行试验及其仿真结果表明,气缸式气动隔振系统具有良好的隔振性能,能够快速衰减和有效隔离较大的振动,可以满足航空电磁探测系统对隔振的要求.

摘要：针对钻爆法和机械法在岩石破碎工程中的弊端,基于泡沫的高黏性和可压缩性,提出了高压泡沫涨裂破岩技术。首先设计高压泡沫涨裂破岩装置,理论分析高压泡沫瞬间释放冲击岩石涨裂孔过程,搭建高压泡沫涨裂力测试装置并开展涨裂力影响试验,建立高压泡沫涨裂破岩试验系统,探讨不同空气体积分数时的泡沫涨裂特性,揭示高压泡沫涨裂破岩机理。研究表明:高压泡沫释放时,能够在涨裂孔内产生比泡沫初始压力更高的涨裂力,但涨裂力随泡沫空气体积分数增加而先增大后减小,高压泡沫涨裂破岩经历了裂纹初生、裂纹扩展、涨裂抛掷、涨裂结束4个阶段,破岩重量随泡沫空气体积分数的增加而先增大后减小,当空气体积分数为60%时,由高压泡沫冲击涨裂孔产生的压应力波在岩石上表面反射形成的拉应力造成岩石破坏形式为涨裂坑,空气体积分数为70%~90%时,泡沫涨裂形式为大块岩石分离,这主要是由孔底直角处应力集中效应造成。

摘要：目前主运大巷带式输送机巡检机器人主要采用悬挂轨道式巡检方式,无法巡检位置较低或被遮挡的设备,难以满足井下巷道及设备的全方位巡检需求。设计了一种基于轮式巡检机器人的摇臂式行走机构,与轨道式巡检机器人配合使用,以满足全方位巡检需求。确定了轮式巡检机器人的系统结构,重点对其行走系统进行了分析,分别建立了履带式、轮履式、摇臂式3种行走机构的量化模型,利用德尔菲法与网络分析法对行走机构性能进行了综合分析,结果表明:基于摇臂式行走机构的机器人移动底盘在井下巷道环境内的行走适应性最佳。对摇臂式行走机构中的关键部件倒V型连杆进行静态性能分析,结果表明:倒V型连杆满足煤矿井下常见的坡道满载、紧急转弯、紧急制动3种工况下的强度与刚度需求。面向煤矿井下主运大巷地形特点及运输装备环境,开展模拟巷道内的机器人巡检试验,结果表明:摇臂式轮式巡检机器人在坡道、台阶、沟道的行走测试中均表现出良好的环境适应性,能够满足对煤矿井下巷道及其内部主要设备的巡检需求。

摘要：刮板输送机的直线度控制,是实现煤矿智能化的关键技术,但由于井下工作面通断式支架电液阀的不连续性,难以满足综采工作面直线度的自适应控制需求。此外,由于支架液压系统采用乳化液作为介质,用于油介质的比例阀难以直接用于支架液压系统。针对上述问题,提出了一种新型双阀芯增量式高水基数字阀结构,其主要由电机丝杠驱动部、双阀芯组件和阀块组成。首先,对双阀芯增量式数字阀的结构和工作原理进行了分析,其新型的双阀芯结构形式,可实现负载口独立控制,兼具开环与闭环两种工作方式。其次,对阀芯阀座处的关键密封副进行数学建模,综合考虑密封比压与密封接触宽度,发现采用“硬对软”材料配对时,可兼顾密封副的密封性与使用寿命,且在阀座半锥角为0.61 rad时达到最佳效果。再次,对电–机械转换器进行建模并采用滑模控制算法进行仿真分析,正弦响应时,滑模控制算法经过0.08 s能稳定跟踪参考信号,响应性能明显优于PID。最后,搭建xPC Target实时控制平台进行样机实验,测试了密封副的密封性,以及不同电机细分控制下和不同阶跃幅值下的性能。结果表明:在21 MPa压力下密封副能可靠密封;采用1600脉冲/转的细分控制性能最佳;0.2 mm阶跃响应时,其响应时间为0.25 s,稳态误差为3μm,流量为13 L/min,具有较优的控制性能。

摘要：新能源车辆领域的高速发展,使得行业对高性能车用电机的要求不断提高。混合励磁电机作为一种新型电机,其综合了永磁励磁和电励磁两种励磁方式的优势,具有优异的调控性和可靠性。提出一种并联爪极式混合励磁电机结构,采用永磁体与电励磁装置并联轴向励磁的方式,优化了混合励磁电机磁路。在此基础上,分别对电机爪极侧板与励磁托架大端厚度等参数化仿真,并根据最优结构仿真优化前后电机平均转矩。最后对比分析了并联爪极式混合励磁电机与永磁同步电机的机械特性曲线,结果表明:并联爪极式混合励磁电机在保有转矩性能的基础上,电机的运行范围拓宽了17.24%,提高了混合励磁电机的力学性能和适应性。

摘要：为满足医院手术室、生化实验室和洁净室等场所对气流进行准确控制需要,提出一种基于机械自力式原理的风量控制阀设计方案,该阀能够自动调节阀门开度,使流经阀的风量维持在预先设定值附近,不受阀门前后压力波动的影响.利用CFD技术对该风量控制阀的流场进行建模和仿真模拟,修正流量系数,完成该阀的优化设计.搭建能模拟压力无关型风量控制阀实际工况的性能测试装置,为进一步完善产品设计提供条件.

摘要：分析了双轴振动筛的噪声源、噪声特点及其发声机理；设计了用于低噪声振动筛的低噪声材料和部件。

摘要：采用共吸附法,在硅基底表面制备3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APS)和十二烷基三甲氧基硅烷(WD-10)复合自组装膜.通过分子动力学模拟不同温度与混合分子在不同比例下的混合体系界面结合能;依据模拟结果,采用正交试验法设计试验方案制备9种不同条件下的自组装膜;采用原子力显微镜、接触角测定仪以及X射线光电子能谱仪对自组装膜的表面形貌、湿润性能和化学成分进行表征分析;利用微摩擦测试仪对自组装膜的微摩擦磨损性能进行性能测试.结果表明:混合分子成功组装到羟基化硅基底表面,并且当组装温度为25℃,组装时间为4 h,组装溶液的pH为6时,自组装膜的质量较好;制备的复合自组装膜由于引起了边界润滑效应,有效减小了试件表面的摩擦磨损,且两种混合分子比例为1:1时自组装膜的减摩特性最佳.

摘要：针对传统模块化设计趋向于处理产品的功能和结构,易导致产品模块化方案环境因素考虑不足的问题,基于设计结构矩阵(DSM)、成组遗传算法(GGA)和最小描述长度(MDL)进行环境意识产品模块化体系结构设计优化.首先提出了环境意识模块化设计模型;然后从组件的功能、结构、寿命、材料和回收属性建模加权的数值化DSM;再设计整数编码GGA,以MDL为优化目标进行组件聚类;最后依据组件调节方式分析各模块的连续和离散调节属性.通过掩护式液压支架的模块规划实例和设计方案对比,证明了文中设计方法的有效性;与其他DSM聚类算法的对比和敏感度分析结果,验证了所提出GGA的效率和鲁棒特征.

摘要：为了使柔索并联机器人高效率、大负载、高性能的运动输出,根据并联机器人机构结构综合理论,设计一种新型混合驱动柔索并联机器人机构,给出机构虚拟样机模型,该机构通过混合驱动平面五连杆并联机构驱动柔索牵引末端执行器完成期望轨迹跟踪运动。基于牛顿—欧拉方法,建立混合驱动柔索并联机器人系统的动力学方程,结合实例进行力学分析和数值仿真。结果表明,混合驱动柔索并联机器人机构设计合理,数学模型正确,为混合驱动柔索并联机器人物理样机设计制造和控制系统的设计提供了理论依据。