摘要：介绍了用MAPLE对椭圆齿轮进行齿形设计和运动分析的方法。该方法可以直观地得到机构运动的动态模拟效果,同时也可得到各个运动参数变化的图形及数值结果。可以看出,该方法对于一般非圆齿轮的设计和特性分析具有适用性。

摘要：为了更好地满足微创手术器械对运动灵活性和工作空间的要求,设计了一种六自由度丝传动微创手术器械。此手术器械的6个自由度包括:肩关节偏转自由度、肘关节俯仰自由度、腕关节俯仰自由度、自转自由度、指关节偏转自由度和手指的开合自由度。本微创手术器械在手指部分设计了快换手指,可以有效的节约在手术过程中更换手术器械的时间,同时减少了手术器械的成本。在手术器械结构设计的基础上对手术器械进行了运动学和工作空间分析。最后进行了运动学仿真,通过比较Solid Works仿真和MATLAB运算中得到的三维空间手术器械末端运动轨迹,验证了手术器械结构的合理性和运动学的正确性。

摘要：针对干涉型光纤传感器,提出一种利用虚拟干涉仪实现灵敏度可调控的光学游标增敏方法,并将其应用于光纤法布里-珀罗(FP)温度传感器的增敏测量中。通过将拉锥光纤插入封有UV胶的毛细管中制得所设计的温度传感器,利用UV胶在不同温度下的体积膨胀与收缩改变FP腔长,使其干涉谱发生漂移,从而实现温度测量。根据干涉公式得到虚拟干涉谱,该虚拟干涉谱与温度传感器干涉谱叠加后产生并联式光学游标效应,通过测量叠加谱包络的漂移实现温度的增敏测量。在分析游标增敏原理的基础上,通过改变双腔长度,对游标包络的放大情况进行了仿真,制备出温度传感器样品,通过实验实现了多种温度灵敏度的调控,验证了该增敏方法的可行性。该游标增敏方法避免了实体参考干涉仪引入的误差,且灵敏度调控更加灵活和准确,具有较好的应用前景。

摘要：在创新教育的视角下审视物理演示实验,从创新教育、情境教学设计、创新能力评价和科学普及4个方面对演示实验的价值进行重构.学生制作和创作并重,结合内部动机和外部激励,逐步培养学生动手能力和创新能力;优化已有的演示实验,根据情境教学法编制系列情境演示实验;为选拔具有创新意识学生,设计评价性实验;利用演示实验的独特优势进行科学普及.

摘要：针对现有微创外科手术机器人缺乏力感知和力反馈问题,提出了基于外力观测器的微创机器人鲁棒滑模双边力反馈控制结构。设计了非线性外力观测器,用于实现主从机器人的外力观测。为获得准确的外力观测,需要对摩擦和扰动进行补偿,确定关节摩擦为Stribeck模型,采用遗传算法对模型中参数予以辨识,采用等效法对扰动进行补偿。为实现准确的轨迹跟踪和保证系统的稳定性,设计了鲁棒滑模控制器。通过仿真和实验对所提出的控制结构进行了验证,结果表明所提出的双边力反馈控制结构,能够实现无力传感器下外力的准确观测,同时具有仅通过位置.位置的硬件结构获得位置.力硬件结构的优点,为无力传感器下的主从运动控制奠定了研究基础。

摘要：为了提高渐开线齿廓谐波齿轮的啮合性能,利用柔轮装配变形的包络精确算法获得了设计截面内共轭齿廓离散点,基于渐开线特征对共轭齿廓离散点拟合,得出刚轮渐开线齿廓。考虑柔轮锥度变形的影响,建立了侧隙优化控制模型,对不同径向位移下柔轮截面的变位系数进行了优化。部分柔轮截面在减小齿廓工作段高的基础上再选择合理变位系数,设计出满足空间啮合要求的渐开线齿廓谐波齿轮,并通过运动仿真分析对设计结果进行了验证。结果表明,相对于设计截面,最大径向位移增大的截面通过减小变位系数可避免干涉,最大径向位移减小的截面通过增大变位系数可获得良好啮合性能;变位系数调整量与该截面至设计截面间的距离成近似线性关系。对最大径向位移减小幅度较大而引起干涉的柔轮后端截面,需减小柔轮齿高并合理改变变位系数,才可获得良好的啮合性能。相比平面齿廓,所设计的空间齿廓能增大啮合区间和齿廓接触面积,较大幅度提升传动性能。

摘要：文中基于滚齿仿真计算研究大变位齿轮成形机理,分析柔轮齿面理论加工误差值及产生原因,为滚齿工艺参数选择提供指导,以改善大变位柔轮滚齿精度。建立滚刀系列切削刃参数化方程,并结合滚齿参数及滚齿时滚刀和工件相互运动关系建立变位齿轮滚切成形数学模型,基于滚齿多刃切削成形特征建立齿面理论加工误差评价模型进行滚齿加工误差仿真计算,还进行了滚齿加工试验验证仿真计算的正确性。对大变位柔轮滚齿成形过程及产生的齿面拓扑误差、齿形和齿向误差进行仿真计算发现:增大滚刀长度可有效减小因齿顶处切削不足而产生的加工误差,计算得到完全切削的滚刀最小长度;减小滚刀轴向进给量可显著减小齿面误差,计算得出齿向误差最大值与滚刀轴向进给量的关系曲线。

摘要：谐波齿轮双圆盘波发生器的两圆盘沿轴线配置在不同平面上,致使其柔轮与波发生器接触的两个区域变形和应力分布存在差异。为了减小这种差异,基于直母线假定,以柔轮计算截面上径向变形量为设计目标,对波发生器的两圆盘参数进行独立设计,并结合实例建立参数化杯形柔轮与波发生器接触分析的有限元模型,对比分析改进前、后双圆盘波发生器作用下柔轮的变形特征与应力分布。结果表明:改进后波发生器前、后圆盘作用区域内柔轮变形特征一致性较高,应力分布也得到明显改善。