摘要：远心机构是腔镜手术机器人系统中的一个重要部件,影响系统整体的运动性能和系统其他部件的选择,通过腹腔镜手术的临床需求,对远心机构的设计准则进行分析,设计一款基于双平行四边形结构的远心机构。该机构使用双同步带传动,并对传统的四连杆机构进行优化设计,使其承载能力更强,且弥补了双同步带传动机构末端定位精度不高的问题,同时对横滚关节、摆动关节和平移关节的机械机构和实现形式进行设计。并研究远心机构的运动学特性,包括求解正逆运动学、速度雅可比变换矩阵和工作空间分析。通过以上计算和分析可以证明所设计远心机构的正确性和机构末端的稳定性,且横滚和摆动两个自由度都在±60°之间上下运动,满足设计要求,表明该远心机构能够满足微创手术相关技术的要求。

摘要：在化工设备的吊装操作中,吊耳组件的安全性评估至关重要。现行规范HG/T 20582—2020《钢制化工容器强度计算规范》对于吊耳安全性的评估提供了指导,其中外力在圆筒上引起轴向弯曲应力系数的计算公式与其图解模型并不完全吻合,这会影响安全校核的准确性。文章提出了数值拟合和二次插值相结合的改进方法,并在此基础上,使用Python编程语言开发了吊耳校核的辅助计算软件。结果表明:所研软件可以快速计算吊耳及圆筒型化工容器弯曲应力系数,同时自动评估局部应力,其计算精度达到99.5%,可以显著降低人工计算的误差。

摘要：随着建筑技术的进步和建筑规模的扩大,塔式起重机的高度及吊装物品质量不断增加,要求片式标准节必须具有更高的强度和刚度才能保证起重机能安全地承载更重的负载。目前,塔式起重机片式标准节在焊接过程中尚存在较严重的焊接变形问题,严重影响了塔式起重机的装配工艺。为实现塔式起重机片式标准节在焊接过程中的支撑和焊后变形的检测及反变形修复,文中通过有限元分析完成了对片式标准节焊接的变形预测,并设计了一款基于反变形原理的塔式起重机片式标准节焊接工装,其功能包括塔式起重机片式标准节焊接件的夹紧固定、焊接过程所引起片式标准节变形的测量、基于变形数据进行反变形调节等。通过专用工装夹具及选型设计的变形量测量模块与支反力模块配合,从而在焊接过程中完成变形矫正,进而实现塔式起重机片式标准节的精准焊接。这一设计不仅提高了片式标准节的焊接质量,焊接效率也有明显的提高。

摘要：因脑卒中引起的上肢瘫痪患者近年逐渐增多,专业康复医师数量不足,难以满足患者的康复需求。设计一种三自由度康复外骨骼机构代替康复医师对患者进行上肢康复训练,提高了对患者进行康复训练的效率及稳定性,可以实现肩、肘、腕各个自由度的运动。在结构设计中,肩部和肘部的驱动部分采用齿轮减速和绞盘减速的二级减速,提高了传动的灵活性和适应性;腕部传动部分采用平行四边形和同步带结合的平行四边形机构,将平行四边形机构的远心点与腕部转动中心重合,满足腕部的转动需求,提高腕部运动的协同性。基于D-H参数法对外骨骼机构进行运动学分析,建立正运动学方程描述外骨骼机构的运动,对正运动学方程进行逆运动学反解,并建立外骨骼机构的雅可比矩阵描述外骨骼机构的速度。在MATLAB软件中基于蒙特卡罗法对外骨骼工作机构的空间进行仿真分析,通过仿真得到的点云图验证机构设计的可行性和合理性。

摘要：将参数变化范围作为先验知识,以输入整形器的幅频特性为目标函数,用多项式近似的方法简化目标函数,在系统参数变化范围内,令幅频特性各峰值相等,基于优化理论确定零点频率,计算脉冲序列的幅值和时间,设计出近似极不灵敏输入整形器。这一设计方法推导过程简单,明确给出零点频率。在参数变化范围内能有效消除柔性系统的残留振荡,因此有更强的鲁棒性。将这一控制技术用于桥式起重机实验系统中,可以有效抑制载荷的残留摆动。

摘要：针对复杂产品测量视角变化较大、存在测量误差的低区分度点云数据匹配问题,从稳健的特征点识别方法入手,提出基于SIFT特征的低区分度点云数据匹配方法.该方法将反映产品外形及其空间关系的点云数据x表示为受空间位置变化的影响较小的低频部分,以及受到物体自身特性影响较大,随空间位置变化较大的高频部分.设计高斯同态滤波器,在频率域中降低低频分量,增强高频分量,提高点云数据的区分度;然后提取点云数据的SIFT特征向量,以欧氏距离作为相似性度量标准进行SIFT特征向量的匹配,获得点云数据的匹配点对;最后采用四元数法估计点云数据匹配参数,计算旋转矩阵和平移矩阵,实现低区分度点云数据匹配.通过某汽车用刹车壳体零件的点云数据匹配实例,验证了文中方法的有效性.

摘要：为研究叶脉型仿生流道主流与支流间的夹角对质子交换膜燃料电池(PEMFC)阴极性能的影响,借助多物理场仿真软件COMSOL Multiphysics对夹角范围0°~45°的10组流道设计方案进行数值模拟。结果表明,适当增大叶脉型仿生流道主流与支流间的夹角有利于提高支流内的氧气分布均匀性和除水性能。对比各方案后发现,夹角为30°的叶脉型仿生流道对PEMFC阴极性能的改善效果最佳。

摘要：为研究质子交换膜燃料电池圆形双极板径向流场环形肋板上的孔道对电池性能的影响,借助多物理场仿真软件COMSOL Multiphysics对不同孔道数目的流道设计方案进行数值模拟。选定某一特定孔道数目之后,进一步研究孔道的形状尺寸对电池电化学性能和物质输运能力的影响。结果表明:增加环形肋板上孔道的数目有利于提升电池输出功率,采用长宽比为1.50~1.75的矩形孔道的燃料电池整体性能最优。

摘要：借助设计知识系统提升复杂产品创新设计能力,实现满足新需求的产品新功能,是设计创新的关键。采用六元组定义产品功能—行为—结构设计知识本体模型,建立产品设计知识库。对于产品设计中由新需求引出的新功能,提出基于变型空间的功能—行为—结构本体映射获得极大一般变型功能元或者极大变型特殊功能元。采用分层递进的功能—行为—结构本体映射策略,以名称相似度搜索产品设计知识库实现产品的创新设计。基于层次分析的产品创新设计评价模型,评价基于变型空间的功能—行为—结构本体映射的产品创新设计方案。通过多绳金刚石串珠锯的产品创新设计及评价实例验证了所提方法的有效性。

摘要：针对基于知识的计算机辅助创新设计系统可持续应用中的设计知识知识更新问题,从综合利用本体概念自身的语义和概念间的层次结构角度出发,研究基于本体语义块相似性匹配的设计知识更新方法。通过Jena提供的***包中的接口函数提取本体元素。综合采用基于元素级本体匹配、基于结构级本体匹配结果,获得本体元素中的匹配概念对和待匹配概念对。提出建立概念语义块的规则。采用编辑距离法计算概念语义块单词序列中对应单词的相似度,加权求和得概念语义相似度,判定概念语义块的匹配关系,通过Jena提供的***包中接口类、属性及实例的添加和删除函数实现设计知识更新。公司甲和公司乙产品设计知识更新应用实例验证了基于本体语义块相似匹配的设计知识更新方法的正确性和有效性,以概念语义块内语义邻居的相似性增强了相似性较强的匹配,对相似性较差的匹配则不作改变,增强了概念对匹配的可区分度。