摘要：基于GF集理论提出了一种简单而有效的混联机器人构型综合方法。首先阐述了GF集的基本概念、运算法则及转动特征存在条件。其次通过分析混联机构结构组成特点,提出了基于GF集元素组合和转动轴线迁移定理安排混联机构拓扑结构的方法,建立了混联机构数综合方程并给出了混联机构构型综合的具体步骤。基于该构型综合理论,综合出了具有确定运动特征的3T2R混联机构。针对综合出的混联机构,提出了一种混联机构末端运动特征的分析方法,运用该方法分析了一种综合得到的3PRPaR&RR混联机构,证明了该构型理论的正确性。设计出的3PRPaR&RR混联机构具有结构紧凑、定位精确、高速等优点,同时给出了实例应用。

摘要：铁磁性构件的脉冲涡流检测法是一种融合了漏磁检测与涡流检测的新的复合磁传感检测法。建立了脉冲涡流复合传感有限元仿真模型,仿真分析了铁磁性构件电导率、磁导率和导入直流电流激励大小对脉冲涡流响应信号的影响规律。实验结果表明:随着导入直流电流激励增加,铁磁性构件表面缺陷漏磁场和电流密度引起扰动磁场的复合场对脉冲涡流响应信号的影响更显著,而铁磁构件亚表面埋藏缺陷随着缺陷深度的增大而增大,缺陷漏磁及电流扰动磁场的复合场对脉冲涡流响应信号的影响变小,涡流响应信号占主导地位,为脉冲涡流传感器设计奠定理论基础。

摘要：具有可调控气体渗透的薄膜对包装保鲜领域发展具有重要意义,而设计具有pH响应性渗透和高力学性能的薄膜仍然是一个挑战。设计琥珀酸酐酯化与二乙烯三胺酰胺化的两步取代反应,实现纤维素纳米晶表面胺基(A-CNC)与羧基(S-CNC)功能化修饰,进一步与聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)复合,制备具有互反pH响应性气体渗透的复合薄膜。结果表明,通过扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)和核磁共振^(13)C谱(^(13)C NMR)对纤维素纳米晶及其功能化修饰进行表征,证实改性成功。对复合薄膜性能表征:在力学性能方面,S-CNC/PBAT(3/97)与A-CNC/PBAT(5/95)复合薄膜拉伸强度达到最高,比PBAT分别增加40.44%与50.56%,但断裂伸长率下降,断裂模式由韧性向脆性断裂转变。在气体渗透性方面,复合薄膜展现出互反pH响应渗透特征。S-CNC/PBAT(5/95)复合薄膜渗透性出现正响应变化趋势,随着缓冲液pH(3~12)升高,CO_(2)与O_(2)渗透性分别增加67.98%和48.34%,水蒸气渗透性从2.467×10^(-13)变化到3.039×10^(-13)g·cm/(cm^(2)·s·Pa);而A-CNC/PBAT(5/95)复合薄膜渗透出现pH负响应性现象,CO_(2)与O_(2)渗透性分别降低63.00%与54.61%,水蒸气渗透性从2.747×10^(-13)变化到2.043×10^(-13)g·cm/(cm^(2)·s·Pa)。这种具有pH响应性渗透的复合薄膜在智能包装领域具有广阔的前景。

摘要：获取产品运输系统的动态响应特性是进行缓冲包装设计的关键,逆子结构理论是一种在线预测部件频率响应函数的方法,大多数机电类产品的物流运输是通过螺栓等方式与货车、轮船等运载体直接刚性连接。由于耦合界面处物理空间的限制或者脆弱部件的干扰,难以在此同时进行激振和拾振,使得测量信息面临不完备的风险,传统的逆子结构理论是基于测量信息完备基础上的。提出利用虚拟质量法来获取耦合界面处难测频响函数的方法,建立基于虚拟质量法的界面响应不可测的刚性耦合逆子结构理论。然后利用集总参数模型对该理论进行了验证,结果显示预测值与计算值完全吻合,最后通过物理模型实验对该理论在实况条件下的有效性进一步验证。该方法为子结构解耦问题中的测量信息不完备问题提供了一种思路。

摘要：螺杆转子是双螺杆压缩机的核心,而传统规则曲线的构造自由度越来越不能满足螺杆转子型线的设计要求,由此本文提出了利用自由曲线代替传统规则曲线来获得更高自由度和曲线连续性的型线。对自由曲线的转子型线设计深入研究,利用几何解析法实现对规则曲线的控制点及权因子的获取,实现只由控制点、权因子和节点矢量决定的一段式自由曲线典型型线设计,减少了传统分段设计型线的步骤,大幅提高了设计效率。提出利用控制型线段端点矢量的方法设计曲线连续级别为G0、G1和G2的自由曲线型线,利用控制点与次数对曲率变化规律研究,得到了曲率平稳且与典型型线误差低于0.1μm的自由曲线型线。

摘要：为设计具有毫米级运动行程、良好的静、动态特性且结构多样的三维平动柔性微定位平台。首先,提出两种新型的多自由度大行程柔性运动副。其次,基于该运动副,给出三种新型大行程空间平动柔性微定位平台实例。然后,采用非线性方法建立平台力位移关系、输入耦合及丢失运动的理论模型,并采用柔度矩阵法建立平台的刚度及固有频率模型。随后,以提高平台的静、动态性能为目标对平台进行参数寻优。最后对平台进行有限元分析,验证理论模型的正确性。根据理论与仿真结果,平台一阶固有频率为49.6Hz,在1mm运动行程内,x、z轴方向的丢失运动分别小于0.32%、0.7%,输入耦合小于1.2%且输出完全解耦。为空间平动柔性微定位平台的设计、分析及优化提供了一种系统化的研究方法。

摘要：为了实现微操作系统中微夹持器的精密定位,增加其可达定位空间,提出大行程两自由度微定位夹持系统.基于2移1转(2T1R)型柔性运动副,设计两自由度微定位平台,并将其与微夹持器相结合,设计微定位夹持系统的结构;采用简化的线弹性梁模型建立微定位平台力−位移关系、丢失运动和固有频率的理论模型,并采用欧拉−伯努利梁模型与能量守恒定律建立微夹持器力−位移关系、位移放大倍率和固有频率的理论模型;以提高微定位夹持系统的静、动态性能为目标进行参数优化;通过有限元仿真验证理论模型的正确性,并给出微夹持器的可达定位空间.结果表明,微定位夹持系统设计具备有效性与可行性.

摘要：基于DLP数字光处理(Digital light processing,DLP)3D打印技术,制造出具有规则多孔特点的三维多孔点阵结构,以使其具有较宽压缩应力平台的特点。研究和设计了3种单元网格构型细胞,并由此组合成不同的规则多孔点阵结构,采用特定配比方式的光固型柔性树脂材料制造成型;根据仿生设计原理,分析皮肤纵切面结构特点,基于试验数据并结合皮肤结构,找到最优三维多孔结构,以获得良好的压缩应力平台;该三维多孔结构具有规则可控的优势,并结合适当的软质材料,表现出了良好的机械性能。该研究成果具有较为广阔的发展空间,其结构可用于组织工程皮肤体外构件技术中的三维支架材料,也可作为振动和能量吸收领域的优质缓冲或阻尼材料。

摘要：针对含间隙凸轮高速运转中产生的平稳性降低、噪声增大、磨损加剧等问题,根据结构中动力学和运动学的特性,借助于权重理想法对含间隙高速凸轮机构中运动学和动力学多目标进行优化设计。优化结果表明:将优化后三种变系数多项式凸轮曲线和标准凸轮曲线进行比较,优化后凸轮曲线总体工作性能得到显著提高,部分曲线性能接近或超过常用的摆线凸轮曲线,其中,等权重七次变系数多项式凸轮曲线综合性能最好,噪声都相应地降低,具有较高的工程应用价值。

摘要：高效率、低成本、制造周期短且无需模具的电弧增材制造技术为大型复杂金属结构件的生产提供了新方法。基于ANSYS参数化设计语言APDL,借助Jmatpro得到了高温下ER50-6碳钢焊丝材料的物理参数,采用生死单元法实现了电弧增材制造过程的动态模拟仿真。模拟分析了单道单层焊接以及焊后冷却过程的温度场分布及温度的变化规律,并与实验结果进行对比,验证了模拟的可行性与正确性。在此基础上分析了不同基板厚度下电弧增材制造温度场的变化规律,得到了增材制造的最佳基板厚度,并研究了直壁零件单道多层增材制造过程中温度场的变化规律。实验得到的焊道温度变化规律可为增材制造后借助堆焊余温对成形件进行锻打改性的时机的选择提供重要的理论依据。