摘要：刨煤机是薄煤层开采的主要机械,刨刀是刨煤机刨削煤的工具。由于煤层结构复杂多变,在刨削过程中刨刀会受到不同形式的载荷作用,这些载荷对刨刀的刨削性能和刨煤机生产率有着重要影响。文中选取恒定载荷、Normal分布的随机载荷、Γ(Gamma)分布的随机载荷、冲击载荷4种典型载荷及实验测试载荷。基于破煤理论,对单把刨刀进行受力分析。基于ANSYS Workbench对典型载荷及实验载荷作用下的刨刀应力和变形规律进行研究。基于小波能量谱对等效应力信号进行能量谱分析。结果表明:当刨刀受到的载荷为恒定载荷、Normal分布的随机载荷和冲击载荷时刨削阻力(均值)增大确定的倍数,其最大变形量及受到的最大等效应力也会增大相应的倍数;实验测试载荷与Γ(Gamma)分布的随机载荷不会增大相应的倍数。刨刀变形量及所受等效应力的变化趋势与刨削阻力变化趋势一致;刀头部位变形最大且最大等效应力出现在刀头与刀身的连接处及刀身与底座连接处,等效应力信号的能量主要集中在0~1.562 5Hz的较低频带中,实验测试载荷时能量主要集中在0~3.875 Hz。对刨刀在典型载荷和实验测试载荷作用下的变形、应力及应力信号能量分布的规律研究,为刨刀的结构设计及优化,刨刀的破坏和可靠性分析,提高刨刀刨削性能和刨煤机工作效率等提供了理论依据。

摘要：以120t数字液压缸为研究对象,建立含有反馈机构动力学特性的数字液压缸系统框图。将数字液压缸系统分为五个结构子模块,并深入分析五个结构子模块间的耦合关系,揭示反馈机构对数字液压缸系统的影响。在频域上对系统框图进行简化分析,给出其化简意义。搭建数字液压缸系统的仿真模型,通过仿真从稳定性和快速性两方面研究每步简化对系统的阶跃响应影响。结果表明,电机频宽和丝杠导程变小或者阀芯转动惯量变大,对简化前后数字液压缸性能有较大影响,因此在进行优化设计时应根据实际参数选用合适的简化模型。

摘要：文中提出了一种外部使用魔术球折纸结构内部使用多连杆支架的可变直径轮,所谓的魔术球折纸图案是一种众所周知的图案,它可从长圆柱形管变成扁平圆形圆柱。经过改进的魔术球外壳与经过特殊设计的多连杆支架同步运动,得益于魔术球结构外壳对多连杆的遮护,此款可变形车轮在恶劣工况下有更强的适应能力。此外,通过对车轮结构的运动学模型分析,可以得到车轮的折展半径和变形执行器的位置关系,并通过试验进行了验证。

摘要：针对国内外已有非开挖技术中的方向可控气动冲击矛能源消耗率高的问题,设计了一种新型的穿地龙机器人冲击与转向机构,研究穿地龙机器人在非开挖状态下的地下穿孔工作机理。制定了差动式液压缸作为动力源的冲击方案,用以完成同一动力源对机器人在直线穿孔作业和曲线穿孔工作两种状态下转向的驱动功能,保证穿地龙机器人的工作质量,增强机器人运行整体协调性。此结构的设计具有创新性,为非开挖技术提供了新的设备支持。

摘要：为改善半潜式平台漂浮式风力机动态响应,提出将扰流片螺旋布置于半潜式平台浮筒下部的结构设计方法,将附加螺旋扰流片的半潜平台漂浮式风力机与原平台进行对比,并研究扰流片布置螺距对平台性能的影响。结果表明:频域分析中扰流片能够显著降低平台所受横摇波浪激励力矩,对平台垂荡、横摇、纵摇辐射阻尼及附加质量均有一定提升,平台频域幅值响应算子(RAO)峰值明显降低;安装扰流片后,平台固有周期增加,抗共振性能更好;时域分析中,在垂荡、纵摇方向上扰流片布置螺距对平台运动响应影响较小,对横摇运动响应抑制明显,其中0.29D(D为半潜式平台浮筒半径)扰流片平台性能较佳。

摘要：为提高防冲支护设备的抗冲击性能,设计了一种直纹管扩径式吸能构件。采用数值模拟与实验相结合的研究方法.研究了吸能构件增大壁厚之后的力学性能及吸能效果通过理论分析计算出吸能构件的平均栽荷及吸收的能量,再通过实验验证。结果表明:在发生屈曲变形过程中,随着吸能构件壁厚的增加,吸能构件的支撑反力及吸收能量也随之增加,吸能构件在屈曲变形过程中具有稳定的扩径变形模式,是防冲支护领域中较为理想的吸能构件。

摘要：针对车辆驱动桥加载实验台存在的不匹配耦合干扰等问题,提出了一种基于自适应反推滑模控制(ABSMC)算法的控制器。首先,根据系统原理和传递函数,分别列出了含有不确定性的转速控制系统和转矩控制系统的状态空间方程;然后,利用基于李雅普诺夫的反推法和滑膜变结构控制法,进行了系统控制率的设计,并采用自适应控制策略对系统的耦合干扰进行了估计;最后,利用仿真的方式对控制器的有效性进行了验证。研究结果表明:采用自适应反推滑模控制时,转速和转矩控制系统的正弦跟踪性能明显优于自适应控制,系统跟踪精度高、稳态误差小;分别添加耦合干扰时,系统具有自适应性;在强烈干扰情况下,转速系统的最大跟踪误差为0.05 r/min,转矩系统的最大跟踪误差为0.09 N·m。

摘要：以Halbach型动圈式直线压缩机为研究对象,建立电磁理论模型。针对不同的轴向长度Halbach阵列永磁体推导出磁通密度、电磁力和感应电动势的解析表达式,结合2D有限元分析模型,分析结构参数对电机性能的影响。结果表明:保持极距不变,在一定范围内增大径向充磁的永磁体长度能够获得更大的磁通密度,轴向充磁的永磁体长度影响着永磁体形成磁力线闭合回路的大小,对永磁体排列方式以及选取永磁体轴向长度有指导意义。并分析了线圈匝数和气隙对电磁力的影响。最后搭建了磁通密度和比推力试验台对理论模型进行验证,结果表明:实验结果与解析结果非常吻合,误差在5%以内,证明了理论模型和磁通密度以及电磁力的表达式推导结果的准确性。研究结果对增加永磁体利用效率以及提高电磁力有重要的指导意义。

摘要：为探索实现主动激振的新途径,丰富电液激振方法的多样性,提出一种利用交变配流阀控制液压缸的电液激振方法。对交变配流阀进行结构设计并建立配流过程的数学模型,分析交变配流阀控电液激振系统的振动机理,结合MATLAB软件数值计算获得交变配流阀的配流信号,建立交变配流阀控电液激振系统的AMESim仿真模型,研制交变配流阀控电液激振试验台进行试验测试,分析供油压力和电机转速对电液激振系统振动特性的影响规律。研究结果表明:供油压力、电机转速对电液激振系统振动特性具有明显影响,供油压力升高,电液激振系统的振动位移、加速度幅值分别提高了8.14%和5.57%;电机转速增加,电液激振系统的振动位移、加速度幅值分别降低了79.71%和58.21%;电液激振系统AMESim仿真和试验结果平均误差为8.72%,整体趋势基本一致,验证了仿真模型的正确性和激振方法的可行性。

摘要：针对砌砖过程中,砖块位置不固定导致井下砌砖机器人的机械臂无法正常抓取的问题,提出一种根据目标位置的视觉伺服机械臂姿态估计方法。通过建立井下砌砖机器人的六自由度机械臂视觉伺服的数学模型,并求解了机械臂的雅可比矩阵,设计机械臂末端执行器姿态估计方法。仅需RGB摄像机获得图像并数据处理,无需标定,将以往的机械臂控制方法简单化。通过对六自由度机械臂视觉伺服仿真分析和实验验证,应用控制变量法对E和λ进行分析,得出E的最佳取值,根据这种控制方法可以大幅度降低机械臂运动误差,具有很好的控制精度。