摘要：MEMS压阻式加速度传感器是目前最常见的测振器件之一。在某些特殊环境下,加速度信号组成较为复杂,例如机床主轴振动测试系统,可能有多方向加速度信号同时施加到传感器,这就要求设计的传感器具有较低的横向效应,即较小的横向交叉干扰,因此文中研制了一种可以从理论上消除传感器自身横向交叉干扰的MEMS压阻式加速度传感器。文中采用新型的复合八梁结构作为传感器的敏感元件模型,并利用敏感结构上的应力分布规律优化传感器的信号检测电路,从理论上消除了传感器的横向交叉干扰;通过MEMS加工技术加工了传感器的芯片结构,并进行了封装和相关性能测试实验。实验结果表明,所设计的传感器具有不超过1%的横向交叉干扰,1.798 mV/g的测量灵敏度以及14 kHz的固有频率。

摘要：针对现有锥筒收放机结构复杂、体积庞大、应用和维护成本高等问题,研究设计出一种可随车安装的小型锥筒自动收放机,并从机械结构、程序设计和故障保护等方面进行了详细阐述。机械结构包括固定收纳装置、机械手、夹具等部分,锥筒自动收放机通过螺栓与皮卡车车厢固定联结,触杆用于捕捉和扶正锥筒,伺服驱动控制四连杆机构和夹具张合做上下输送,车辆无需改装,作业人员仅需在车厢内进行简单操作便可完成收放作业;程序设计主要包括机械手和夹具控制,及联锁和故障保护等部分。实验表明:该小型锥筒自动收放机收放锥时运行平稳,可在车速20 km/h下实现每分钟30个的收锥速度,成本造价低,不仅可提高公路养护效率,而且可确保作业人员人身安全,并已投入量产和广销国内各地。

摘要：为了解决薄板类金相试件手工磨抛控制难、效率低且易产生弧形端面的问题,设计一种无需镶嵌的新型自动磨抛机。首先通过对薄板类金相试件手工磨抛过程分析,确定了试件磨抛的工作原理和技术要求,制定了自动磨抛机的结构和运动方案,详细设计了夹持装置A和夹持装置B的结构;然后建立基于有向装配原理的整机装配连接关系模型,并利用UG软件实现了磨抛机的有向装配;最后对所设计磨抛机的性能进行试验验证。结果表明:经所设计的自动磨抛机磨抛后的试件相比手工磨抛,平面度误差减少了62.5%(端面弧高H 2约为15μm),垂直度误差减少了50%(垂直度误差仅0.04μm),表面粗糙度Ra降低了20%(表面粗糙度Ra仅为0.08μm)。该磨抛机整体性能优于技术要求和手工磨抛水平,而且磨抛效率高,劳动强度低。

摘要：客车车身的轻量化对客车整体性能的影响至关重要。以某款半承载式纯电动客车车身为研究对象,利用Hyper-Works有限元软件对客车车身骨架进行静力学分析和模态分析。在满足设计要求的前提下,以紧急转弯和紧急制动2种典型工况,对客车车身骨架结构进行基于灵敏度分析的尺寸优化。以板材厚度作为设计变量,以客车车身骨架的强度、刚度和模态频率作为约束条件,以车身骨架质量最小作为目标函数建立数学模型。优化结果表明:客车在紧急转弯工况时应力和变形量增加的较大,优化后的客车车身骨架总质量下降了339 kg。

摘要：为了解决金相试件手工研磨效率不高、机器研磨辅助环节多的问题,设计出一种无需镶嵌的多功能自动金相研磨机。针对常用金相试件尺寸规格及待研磨表面特征,确定了研磨技术要求,详细设计了运动方案及预紧调节部件、夹持头等关键零/部件;然后基于Adams软件构建出运动学仿真模型,分析了3种不同驱动电机转速下研磨机夹持头行程、速度以及加速度的变化规律,并进行了运动参数优化;最后对研磨效果进行了应用验证。结果表明,随着研磨机驱动电机转速增加,试样研磨效率随之提高,但过高的转速会产生系统冲击振荡;对研磨机驱动电机运动参数优化后,研磨机夹持头峰值加速度降低到1.1 m/s^(2),系统运行平稳性较好;验证试件研磨端面的表面粗糙度Ra最大约为0.44μm,仅为MPD-1A型商用研磨机的59.4%,经腐蚀后试样金相组织特征清晰可见,观测效果优良。

摘要：为了获得3 mm厚304不锈钢激光切割的最佳工艺参数,采用功率为3 kW的激光切割机进行激光切割试验,设计四因素三水平的正交试验方案,研究激光功率、切割速度、氧气气压以及离焦量对激光切割质量的影响。通过极差分析法探究各因素对激光切割质量的权重,然后以正交试验的数据建立BP神经网络预测模型,并运用所建立的BP神经网络和遗传算法相结合的方法寻找出最佳参数组合,综合优化得出激光切割质量的最优工艺参数,即激光功率为750 W,切割速度为2000 mm/min,氧气气压0.5 MPa,离焦量+2 mm。实测发现优化后的试件切割面光滑,粗糙度和切缝宽度较小,符合预期要求。

摘要：为了保证保险杠横梁优良的碰撞性能,并使其质量更小和结构简单,研究了一种钢铝双帽型保险杠横梁。使用LS-DYNA软件对保险杠横梁进行摆锤正面冲击数值模拟,经对比发现,钢铝双材横梁相比相同结构单一材料的横梁在正面碰撞中显示出良好的平衡性和碰撞性能;使用控制变量法研究发现,横梁前后帽的厚度和法兰的位置对其碰撞性能有显著影响;以最优拉丁超立方算法建立38组设计点,基于Kriging算法构建近似模型,并使用NSGA-II算法,以碰撞性能最优、质量最小为目标对横梁进行多目标优化。优化后钢铝双帽型保险杠横梁碰撞性能更优、质量更小,其总吸能为838.28 J,载荷峰值为18.31 kN,质量为2.08 kg,侵入量为24.78 mm,碰撞时间为0.10 s。

摘要：为了探究TC4钛合金的铣削性能与铣削参数优化问题,设计了正交铣削试验方案,获得了铣削参数即背吃刀量、侧吃刀量、主轴转速、进给速度对其铣削力、表面粗糙度、材料去除率的影响规律。将铣削力,表面粗糙度与材料去除率作为优化目标,建立了多目标优化模型,使用遗传算法进行求解,并通实际试验证明了该方法的可行性与可靠性。结果表明:各铣削参数对铣削力影响的主次顺序为:背吃刀量>侧吃刀量>主轴转速>进给速度;对表面粗糙度影响的主次顺序为:进给速度>侧吃刀量>背吃刀量>主轴转速;对材料去除率影响的主次顺序为:背吃刀量>侧吃刀量>进给速度>主轴转速。选取遗传算法所得部分参数组解集进行验证,发现所得结果与正交试验组相比,各项指标数值均在较优位置。

摘要：测试平台和三维扫描架是大型和重型设备定型设计的必选装备,针对某大型设备的测试扫描需求,提出一种五坐标式大型塔式伺服扫描架的结构模型和动力设计方案,建立了扫描架中的直线和旋转运动的驱动及其动力传递模型,给出了系统动力总成和功率传递效率的计算方法,完成了各系统动力元件和运动部件的理论计算及其选型。以交流伺服电机为原动机,以行星轮减速器和齿轮齿条副为变速传动装置,得到了扫描架各部分的动力传递路线和实际负载力矩等最优匹配结果,这为此类大型扫描系统的设计提供借鉴。

摘要：针对多移动机器人控制系统适应性差、控制精度低的问题,提出一种改进直接模糊自适应反馈控制方法。利用模糊数学理论分别对机器人的理想输入状态量进行逼近,通过模糊逻辑推理得到输出反馈量并实时调整状态量,应用Lyapunov理论保证系统误差的收敛性和系统的稳定性,最后在Matla b中对所设计的WMR动力学和运动学相结合的控制系统进行仿真实验验证。结果表明在所设计的模糊控制器的作用下,实现了多个机器人的编队,并提高了运动系统的控制精度和响应速度。