摘要：为了实现微小磁性零件装配设备的精密装配任务,弥补加工误差和安装误差带来的系统精度损失,提出了一套自动标定及误差补偿方法。依照设备布置形式建立了不同模块的坐标系,提取影响装配精度的全部误差参数。根据导轨的位置关系建立了模块之间的运动转换模型,进而推导出基于装配任务的误差补偿模型。以设备中的机器视觉系统作为测量工具,同时设计专用标定板。通过观察各模块运动前后特征点的坐标变化对误差参数进行测量和辨识,并使用粒子群算法对参数进行了全局优化。基于开发的自动标定软件,在装配区域进行了标定和验证实验。实验结果表明,补偿后的系统开环控制精度在6μm以内,满足设备的装配精度需求。该方法为微小零件装配设备提供了自动化、高精度和高效率的标定方案。

摘要：为了推动微穿孔吸声体(MPA)在工程中的实际应用,本文采用数值仿真方法,研究了有限尺寸的微穿孔波纹板吸声体的吸声性能.首先,基于微穿孔板阻抗理论,并将平面波谱法和有限元分析方法耦合起来,构造了微穿孔波纹板吸声体(CMPA)的三维仿真模型,给出了在声波垂直入射和斜入射工况下,吸声体声学性能的计算列式;然后,应用有限元软件COMSOL,模拟了有限周期CMPA的吸声性能,分析了波纹深度和波纹间距与吸声性能之间的关系,以及声波入射方向对吸声性能的影响;最后,为改善吸声体对声波方向的敏感性,设计了双向波纹状微穿孔板吸声体.结果表明,在声波垂直入射和斜入射的工况下,相对于传统的平直微穿孔板吸声体,波纹板吸声体具有更好的吸声性能,包括更高的吸声系数和更宽的有效吸声频带;双向波纹板吸声体能显著改善单向波纹板对声波入射方向的敏感性,实现在更大声波入射角范围内的有效吸声,如当入射声波方位角任意且入射角在0°~45°范围内时,双向波纹板吸声体,在500~2500 Hz范围内的吸声系数都大于0.7,表现出了优良的吸声性能.

摘要：研究微流控聚焦装置液滴生成特性是液滴微流控芯片结构优化设计的基础。利用水平集方法结合有限元技术建立了微流控聚焦装置内液滴生成过程的数值计算模型,并分析了分散相与连续相流速比、微流道几何结构对液滴生成机制和液滴生成特性的影响规律。在一定的流速比、微流道入口宽度比范围内,均生成了性态良好的液滴。当分散相与连续相入口宽度比大于1时,液滴尺寸随连续相入口宽度、连续相流速的增大而减小,液滴生成频率随连续相入口宽度、连续相流速的增大而增大;当分散相与连续相入口宽度比小于1时,液滴尺寸随分散相入口宽度增大而增大,随连续相流速的增大而减小,液滴生成频率随分散相入口宽度、连续相流速的增大而增大。数值计算结果表明:微流控聚焦装置液滴生成受几何结构、流速及两相流体物性参数的耦合作用,模拟计算的结果可为微流控聚焦装置结构优化设计提供指导。

摘要：为解决现阶段软体机器人与人手贴合较差、自由度不够、驱动力小等问题,设计了一种带有双向弯曲模块和伸长模块、可实现多个自由度独立或耦合运动的软体机器人。利用有限元仿真分析方法建立了软体驱动器模型,融合多种柔性材料,保证驱动器可以提供足够大的驱动力。利用传感器实现了对弯曲特性的跟踪。实验验证表明:该软体机器人可以完成抓握训练、手势训练等,满足患者不同康复阶段的训练要求,指尖力可达到5.1 N,可对患者日常的手部康复训练运动起到辅助作用。

摘要：为提高产品设计可重用中模型检索的精度,提出了一种结合总体及零件参数的装配体CAD模型检索方法.首先,从CAD系统中直接获取装配体模型总体的几何参数和属性数据,归一化后生成参数矢量,与模型快照图像包含的轮廓、颜色等信息共同描述装配体在总体层次的特征,通过曼哈顿距离及轮廓、颜色比较计算总体层次非相似度.其次,获取装配体模型各零件参数,通过归一化生成表示零件的参数矢量,将包含各零件参数矢量的集合作为装配体在零件层次的描述符,采用修改的豪斯多夫距离计算零件层次非相似度.最后,将总体层次和零件层次的非相似度加权相加,得到装配体模型之间的非相似度并用于检索.实验结果表明,所提出的方法能够有效检索出与查询模型相似的装配体.

摘要：为了减小激光切割碳纤维复合材料热影响区的宽度,采用响应曲面法的Box-Behnken试验设计,以激光入口处的热影响区宽度为响应,建立了激光入口处热影响区宽度的回归方程。研究了激光功率、扫描速度、辅助气体压力、焦点位置等因素以及其交互作用对响应的影响。根据回归方程和实际的切割效果优化了工艺参数。试验结果表明,激光入口处热影响区宽度影响因素的重要程度依次为激光功率、扫描速度、焦点位置、辅助气体压力。最佳工艺参数为激光功率170 W、扫描速度1.5 m/min、辅助气体压力为0.6 MPa,焦点置于试件上表面。对最佳工艺参数进行试验验证,结果表明,激光入口处热影响区宽度为486.13μm,回归方程的预测平均误差为5.3%。

摘要：目的研究考虑尺寸效应的聚合物血管支架力学性能,分析支架结构对支架力学性能和支架变形过程中尺寸效应的影响规律,为支架的结构设计提供理论依据。方法建立考虑尺寸效应的聚乳酸的Cosserat理论模型,并结合有限元法,通过三点弯曲和平板压获得支架抗弯刚度和径向刚度,进一步分析支架筋厚和筋宽、支撑单元曲率半径和轴向间距对支架径向支撑性能和尺寸效应的影响规律。结果聚合物血管支架在弯曲和压缩过程中均存在明显的尺寸效应现象;支架径向刚度与支撑单元曲率半径和轴向间距均呈负相关,与筋厚和筋宽均呈正相关;支撑单元曲率半径、轴向间距以及支架筋厚和筋宽越小,聚合物血管支架压缩过程中的尺寸效应越大。结论支架的径向支撑性能主要由结构的刚度决定,并受支架变形过程中尺寸效应的影响;支架几何结构的特征尺寸越小、支架弯扭变形的程度越大,则尺寸效应越明显,对支架径向支撑性能的增幅越大。

摘要：基于子运动链生成子工作空间和基于叠加原理的并联机构拓扑设计方法,设计一种具有符号位置正解且运动解耦的纯三平移并联机构,并对该机构进行拓扑分析;运用基于拓扑特征的机构位置分析方法求解该机构位置正逆解并进行验算;基于SKC单元的奇异分析方法对该并联机构的奇异位形进行分析,并求解该并联机构规则无奇异的长方体工作空间。研究结果为一类具有规则工作空间并联机构的设计提供了理论基础。

摘要：设计了两个零耦合度且部分运动解耦的两支链新型三平移并联机构,它们含有的相同支链Ⅰ为混合支链,而支链Ⅱ分别为约束支链和无约束支链。分析了两个机构的主要拓扑特性,并给出其拓扑解析式;对两个机构的位置正反解、奇异性、动平台的速度与加速度以及工作空间依次求解;进行了刚度计算与分析。最后,比较分析两个机构的运动学与刚度性能,结果表明含约束支链的机构1具有工作空间较大、刚度性能好等优势,为优选机型;给出了机构1用于工件物料在货车与堆场或仓库之间的分拣及转送应用场景的概念设计。

摘要：随着海拔高度的增加,特种车辆的动力总成的流动性能会受到极大的影响。但是,受限于地域的影响,特种车辆动力总成流动性能的研究基本针对的是3000 m以下的海拔工况,更高海拔环境的相关研究较少。因此,对更高海拔的特种车辆动力总成的流动性能进行研究十分重要。首先,建立流动结构的参数化仿真模型,揭示从海拔0 m(平原工况)到4500 m(高原工况)特种车辆的动力总成流动特性变化规律。然后,为了提升特种车辆的变海拔适应性,基于组合代理模型对动力总成流动结构进行优化。结果表明,优化后的叶片扭曲度更大,且向着与旋转方向相反的方向偏移。优化后的叶轮使得上游总压分布更加均匀,叶片附近的低速区明显减少,叶片尾缘处的高总压和高马赫数的范围变大。在高原工况,特种车辆动力总成的流量增加7.7%,功率下降2.2%。在平原工况下,流量基本保持不变,功率下降12.03%。研究结果为高海拔车辆动力总成流动性能分析与优化设计提供借鉴与参考。