摘要：基于二阶响应曲面法建立了碳纤维增强复合材料螺旋铣孔过程中轴向切削力的预测模型,运用方差分析、相关系数等手段验证了模型的准确性以及各输入参数的显著性,并研究了切削参数对轴向切削力的影响规律。结果表明:预测模型回归显著,置信度高,预测精度较高;主轴转速和螺距对轴向切削力的影响较为显著;轴向力随螺距和切向每齿进给量的增大而增大,随主轴转速的增大而先增大后减小。

摘要：精密机床直线进给系统的误差均化现象是机床精度设计中的重点关注问题。以精密卧式加工中心中典型的双导轨四滑块直线进给系统为研究对象,重点研究滚动导轨副几何误差与工作台运动误差之间的均化机理。首先,利用基于传递函数的等效刚度法,建立了导轨几何误差与工作台运动误差之间的映射关系,并以法向直线度误差为例揭示了误差均化机理。然后,建立了双导轨四滑块直线进给系统有限元模型,分析了导轨几何误差与工作台运动误差的均化系数。最后,开展了误差均化机理分析实验,通过测量导轨几何误差和工作台运动误差并计算误差均化系数,验证了理论分析与仿真分析的正确性。研究结果为机床的精度设计提供了理论依据。

摘要：针对现有螺旋锥齿轮齿面检测方法不能全面反映齿面的结构特性以及测量数据量过大、测量设备成本高、测量路径复杂、测量点布局没有考虑制造质量特征的影响等问题,提出了螺旋锥齿轮齿面测量点的自适应分布方法,建立了螺旋锥齿轮齿面几何特征和制造质量特征的云模型,研究了螺旋锥齿轮齿面测量点分布算法。并以螺旋锥齿轮副中的小齿轮为例进行了算法验证,结果表明:使用该方法得到的螺旋锥齿轮齿面测量点分布反映了齿面的几何特征和制造质量特征,分布测量点相对较少,基本符合测量点分布预期。

摘要：可展结构在航空航天领域应用广泛,其性能的优劣直接决定航天任务的成败。随着各种空间设备向着大型化和复杂化方向发展,对性能优良的可展结构的需求与日俱增。为了设计具有高可控性、大收纳率的可展结构,从刚性折纸的角度出发,对一种已有折纸图案进行改进,设计出一种新型零厚度正六边形折纸。进一步结合桁架理论和厚板折纸理论分析并降低了其自由度,从而提高了该机构的可控性,并借助D-H法对其进行了运动学分析。考虑到实际工程中应用的空间设备多有一侧为平整的工作表面,通过采用新的机构对原有机构进行运动等效替换,使其具有一侧平整展开表面,最终得到了一种具有单自由度大折展比的可展结构设计方案。

摘要：螺旋锥齿轮齿面接触区的形状、大小和位置,对齿轮的平稳运转、使用寿命和噪声具有直接影响。针对齿轮副接触情况,利用数控铣齿机调整的灵活性,将螺旋运动应用于螺旋锥齿轮的小轮加工过程,在啮合原理和产形轮原理的基础上,提出了螺旋变性半展成法,研究了螺旋变性半展成法的加工原理和切齿方法,建立了螺旋锥齿轮副的切齿模型和数字化加工模型,给出了机床调整关系式。齿面接触分析(TCA)结果表明:使用螺旋变性半展成法加工螺旋锥齿轮副可以从本质上避免接触区呈对角接触的现象,降低了调整修正过程的复杂程度。

摘要：为了深入研究仿章鱼连续型机构的运动学控制问题,提出了1种仿章鱼连续型机构运动学建模方法。该模型由轴向串联的三自由度局部并联机构组成,每个局部并联机构包括纵向肌肉、径向肌肉、基座、动平台和中心支杆。在此基础上,通过结合运动学模型的逆解与运动误差,本文构造出一个稳定的闭环控制器。仿真结果表明该模型以及相应的控制算法能够实现良好的轨迹跟踪效果,具有一定的抗位置干扰能力。可为连续型机器人的设计与控制奠定理论基础。

摘要：自然腔道手术(Natural orifice transluminal endoscopic surgery,NOTES)具有恢复快、创伤小、疼痛轻等优点,在临床应用潜力巨大。为适应人体复杂腔道环境,NOTES中常采用长器械臂为手术工具提供通路及支撑。现有的器械臂往往尺寸较大且刚度低,不能满足NOTES的要求。提出一种可折展、变刚度的器械臂,采用编织结构作为骨架实现径向折展,同时借助包覆在编织结构交叉点处的热熔胶实现刚度调节。建立了器械臂的数学模型,得到了柔态和刚态下的刚度解析表达式。试验结果表明,通过加热及冷却热熔胶,器械臂可以实现刚柔两态转化,其刚度比接近20,并且转换时间小于30 s,同时可以实现约2倍的径向展开比。

摘要：变胞机构是一类具有多功能阶段变化、多拓扑结构变化、多自由度变化等特征的机构。将其应用于装载机研究发明的新型电动装载机构,可按不同阶段的工作需求改变其执行机构的拓扑结构,只需一台驱动电动机就能完成传统两自由度液压装载机铲装、翻转、抬升、卸料等工作任务。采用电动机驱动、连杆传动的方式,能有效克服液压系统零部件加工装配要求高、维护保养困难、易产生漏油等缺点;且电动机均安装在机架上,避免了传统串联式机械手的驱动电动机大都安装在铰链处,导致的刚性差、惯量大等问题。介绍变胞装载机构的变胞源机构以及实现变胞功能的几何变胞方法,利用邻接矩阵和拓扑图描述了各工况对应的子工作阶段机构的拓扑结构变化,分析其工作原理和构态转化特点,得到机构构态演变过程的生物学进化特性。针对机构的结构和连接特点,研究变胞进化生长过程中构型的转化方式和蜕化方法,对各个构型单元分别进行进化计算,得到变胞源机构的基因模型表达式。

摘要：环状周期结构广泛应用于工程领域.针对在移动载荷作用下的环状周期结构,开展三维参激振动特性分析.首先基于Hamilton理论,在惯性坐标系下建立了时变动力学模型.为了提高计算效率,采用坐标变换将其转换至随动坐标系,从而得到等效时不变模型.然后利用Galerkin理论将其离散,通过计算系统的特征值,预测了动力稳定性.最后采用Floquét理论计算了时变系统的不稳定域,得到了与等效系统相同的结果.该研究为该类系统的参数设计及稳定性控制提供了借鉴.

摘要：为解决传统机器人柔顺关节存在的振动及控制精度低的问题,利用流体节流原理设计了一个新型变阻尼柔顺驱动关节,以便调节运动过程中系统的动态性能,实现振动抑制。该驱动关节在传统柔顺驱动器的基础上,并联设置一个粘滞阻尼可调模块;通过曲柄滑块机构遮挡液压节流孔的通流面积,从而改变关节系统输入端与输出端之间的阻尼系数;推导变阻尼模块和完整驱动关节的数学模型,给出变阻尼柔顺关节的控制器结构,并进行仿真和实验验证。结果表明:该机器人变阻尼柔顺驱动关节能够在不降低响应速度的情况下减少振动,当取合理阻尼值时关节可在0.5s内达到稳定值,且响应超调量减少50%以上。