以正常人和具有腰背活动功能障碍的人群提供活动助力为设计目标,对可穿戴助力产品进行结构设计,以实现穿戴感小、操作简单、功能稳定、人机协调性好等目标。基于人机工程学和人体步态运动规律提出一种由仿生脊柱引导的穿戴助力产品的结构设计方法和设计依据,依此对可穿戴助力产品进行详细研究和设计,并使用JACK软件对产品进行模拟仿真。设计依据符合实际,可穿戴助力产品实现了腰背活动助力的目的,在这个概念设计的探索中预估可为脊柱的屈曲到伸展活动节省约占三分之一的力,模拟仿真的数据可作为穿戴者调整助力产品尺寸的基础依据。Y型的仿生脊柱模块组合对脊柱的运动具有可靠的控制作用,动力转换符合设计要求,为可穿戴助力产品的进一步设计提供参考。

针对矿山装备发动机曲轴激光熔覆过程中温度分布对熔覆层质量的影响,利用ANSYS软件及生死单元法对熔覆过程进行模拟仿真,得到不同工艺参数下激光熔覆层的温度场,获得了熔池温度及冷却速度的变化规律。结果表明熔池最高温度受激光功率的影响比较大,冷却速度与扫描速度呈正相关,热影响区随着扫描速度的增加而减小。温度场分布与红外摄像仪拍摄结果比较接近,验证了模型的可靠性。

在煤矿、食品和水下等应用中,低速大扭矩高水基液压马达具有高比功率和介质友好性的优点。但目前高水基液压马达仍保持液压油马达的配流结构不变,仅替换工作介质,将液压油替代为高水基乳化液。然而,传统配流盘结构使用弹簧力压紧,保证密封,但在低速、高压和高水基工况下,配流盘磨损严重,从而产生严重泄漏。针对高水基乳化液驱动系统,文中提出了一种由阀、轴承和五星轮组成的阀配流机构,马达的进排液过程通过配流阀控制,而配流阀的启闭由五星轮驱动控制;然后,对比分析了偏心轮、凸轮和五星轮配流机构的配流规律及优缺点,发现五星轮配流结构可减小顶杆应力集中并解决了顶杆自旋卡紧现象;最后,利用AMESim仿真验证了五星轮配流结构的优越性,还制备了样机并进行性能实验。结果表明:在不同转速(10~90r/min)和压力(5~21MPa)下,柱塞腔内的压力可...

泵控差动缸直驱技术是电液系统的主要发展趋势之一,其具有无节流损失、节能、成本低、可靠性高等优势,但存在流量不平衡、低速平稳性差、控制模式单一等问题。针对以上问题,提出了一种并联旁路阀的泵控差动缸电液控制系统,开展了泵阀协同控制策略研究。介绍了系统的结构,阐明了系统在多种模式下的工作原理;基于AMESim搭建了系统的仿真模型,建立了变速泵和旁路阀协同工作机制,根据调速曲线对泵和阀进行权重分配,以提高变速泵控直驱系统的低速稳定性。结果表明:通过泵阀协同控制,并联旁路阀的泵控差动缸系统能够在多种工作模式下工作,具有良好的工况适应性和低速稳定性,可实现液压缸的平稳快速启停和精确位置控制。

采用数值仿真方法对某无人机S弯进气道内流场结构进行了分析,对出口截面流场特征及出口参数进行了研究。利用三维数值仿真方法,对几何参数对S弯进气道气动特性的影响进行了对比,其中包括S弯偏移距离和S弯进气道长度的影响。研究结果表明:S弯进气道内部存在典型的横向涡结构。S弯长度的增加会显著降低涡结构区域及分离区域,改善流场结构,同时提升出口总压恢复系数,控制出口畸变。

基于正交设计研究多因素对玄武岩纤维(BF)增强混凝土(BFRC)力学性能的影响并优化其配合比。选取BF长度、BF掺量、减水剂、速凝剂作为试验因素,通过极差分析得出各因素权重关系。利用SEM观察BFRC微观结构,分析BF对混凝土增强的微观机理。结果表明,BF掺量为3kg/m^3时,抗压、抗折强度最大,掺量继续增大,抗压、抗折强度均明显下降;抗压、抗折强度随BF长度增大先上升后下降,长度30mm时最佳;减水剂、速凝剂较前者相比对BFRC力学性能影响不明显。各因素对BFRC 7d抗压与抗折强度影响权重一致,均为BF掺量>BF长度>减水剂>速凝剂,对BFRC 28d抗压、抗折强度影响权重分别为BF长度>BF掺量>速凝剂>减水剂及BF长度>BF掺量>减水剂>速凝剂。当纤维长度为30mm、纤维掺量为3kg/m^3、减水剂为0.7%、速凝剂为10%时,BFRC相对于素混凝土的28d抗压和抗折强度分别提高了21.7%和37.8%。

为了提高重载非对称缸电液伺服系统的位置跟踪精度,设计一种基于干扰观测器的新型位移控制策略。首先,搭建非对称缸电液系统的状态空间模型,集成化处理系统中的不确定问题,设计非双干扰观测器,分别对系统的外力扰动和流量压力扰动进行了观测;其次,采用反步设计方法设计位移控制器,结合干扰观测器补偿系统中存在的不确定扰动,利用李雅普诺夫函数证明控制器的稳定性;第三,为解决反步设计过程中计算虚拟控制律时的微分爆炸问题,设计自适应增益微分器来求虚拟控制率的导数,该微分器的增益随着估计误差而不断自适应调整,避免反步控制器过于复杂;最后,利用MATLAB软件搭建了仿真模型,基于MATLAB/Simulink实时系统搭建物理实验台,利用仿真和实验验证所设计控制器的有效性。研究结果表明与PID控制器和未加微分器的反步控制器相比,所设计的位置控...

为解决盘配流和轴配流低速大扭矩水液压马达配流副存在的磨损和泄漏问题,提出一种新型阀配流结构的低速大扭矩水液压马达,柱塞配流通过配流凸轮控制配流阀的通断实现。研究柱塞运动学规律和马达输出扭矩形成,揭示配流阀推杆位移、阀芯通断、柱塞进回液间的对应关系,分析马达角排量波动随转角、结构设计参数K的变化规律,当结构设计参数K为0.13时,马达输出扭矩波动率为6.59%。在AMESim中建立了配流阀及单柱塞配流过程的仿真模型,分析配流阀的工作特性及单柱塞动态配流性能,工作中配流阀产生最大压降为0.08 MPa,进/回液配流阀无高低压串液。为验证阀配流结构在水液压马达中的工作性能,建立阀配流单柱塞试验台,并研究不同工况下的配流工作特性。试验结果表明,配流阀在马达转速0~60 r/min、压力0~21 MPa的工况下稳定配流,进液阀口压力在柱塞腔进...

液压系统是矿用制动装置液惯量式实验台的核心组成部分,对实验台液压系统进行设计,通过理论计算选择关键元件,利用AMESim仿真软件搭建仿真模型及进行仿真分析,验证实验台液压系统的液压值、主轴转速以及扭矩设计的合理性。将仿真分析结果和实验结果进行比较,以此来验证理论计算的选型合理性。结果表明:仿真所得结果与实验结果基本相符,因此验证了实验台液压系统设计的准确性。

液压自动爬升模板技术是超高层建筑结构施工主流模板技术。作为一项具有自主知识产权的液压自动爬升模板系统，历经调研、试制和工程应用，取得了显著的社会和经济效益。介绍了该系统的研制思路及功能。