近年来,作为非药物治疗颈椎病的有效方法之一,旋提疗法备受关注。针对旋提操作培训效率低和临床教学困难等问题,作者开发了一种旋提操作教学机器人,由头部模型、颈部模拟机构、脊柱模拟机构和控制系统组成,用于模拟病人颈部和脊柱的运动和力学特性。文中详细分析了该机器人的系统结构和工作原理,并通过试验验证了其可行性和有效性。在此基础上,还围绕该机器人进行了用于实践教学的探索,有利于学生开拓视野,培养技能,提高自主学习能力、综合素质和创新意识。

为了推进选择性激光烧结设备的小型化应用,对设备的空间利用率以及重量参数进行分析,针对工业设备的供粉结构空间利用率小,重量较大的问题,提出了适用于小型化设备的悬臂式供粉结构,并基于MATLAB环境对供粉幅面,有效成型高度,结构的静变形等参数与空间利用率,重量的相互影响关系进行分析,同时对所提出的悬臂式供粉结构方案进行结构设计,最后基于NX10.0软件的高级仿真模块对实例进行仿真验证,最终最大变形量△<0.05mm(△ma=0.0302mm),结构合理具有可行性。

为减小风电机组门洞焊缝承受的最大应力,提高焊缝的使用寿命,以ANSYS为分析平台,结合二次拉格朗日非线性规划优化方法对门洞焊缝进行尺寸优化。对优化前后的门洞焊缝进行强度分析和疲劳分析的结果表明,在满足尺寸和强度设计要求的条件下,优化后门洞焊缝的最大Von-Mises应力明显降低且使用寿命提高。基于二次拉格朗日非线性规划优化方法的尺寸优化可以减少迭代次数,节省设计成本,在减小结构应力和提高结构性能等方面对机械零部件的优化设计有较大借鉴意义。

针对我们现实生活中未知的、时变的周围环境,提出了一种基于多传感器的自主移动机器人在多障碍物环境中智能避障的设计。利用自身安装的四探头一体防水超声波传感器、红外传感器为有效的环境感知提供障碍物的距离数值,采用核心芯片STM32F407处理多传感器获取到的距离数据,并将控制指令输入到执行单元。对其主控制电路、各个传感器接口的设计实现了移动机器人避障控制系统的硬件设计。通过对获得的多组传感器实验数值的分析以及对机器人样机的多次测试验证了其设计的可行性。

为电子发热设备的后端小型冷却系统节省设计空间,使用Φ0.7mm的毛细管组制造冷凝器代替传统换热器,并对其进行换热性能测试,对比传统换热器,其综合换热系数有大幅提高;同时,为了防止毛细管冷凝器制冷剂闪蒸现象,对毛细管冷凝器的过冷方法进行了研究,以进一步提高换热性能。通过理论计算结合换热实验的方式,记录数据并对比,表明使用毛细管组所制作的带过冷处理的冷凝器,具有良好的换热性能,可以利用该类型冷凝器实现液冷源小型化。

服役中的大型风力发电机组铸件常出现多轴疲劳破坏,为了准确预估铸件疲劳寿命,先对多轴疲劳损伤理论及其实用评估方法进行研究和分析;其次研究多轴疲劳S-N曲线和E-N曲线理论;然后分析临界平面法和带符号的Von Mises等效准则法的疲劳计算方法和损伤参量;并根据结构特点分析大型风力发电机组中轴承座的受载形式;最后结合不同的疲劳计算方法以及疲劳损伤模型,分析基于修正的S-N曲线和E-N曲线计算的大型风力发电机组中轴承座损伤结果,并比较结果的差异;结论对其它结构的多轴疲劳寿命研究有重要的参考意义。

铁路运输在当今的大宗货物运输中起着重要作用。敞车车体是货车的主要组成部件,所以对其进行强度和可靠性评估就显得尤为重要。对敞车车体进行了有限元建模,根据TB/T 1335—1996标准确定载荷工况,通过ANSYS对其进行了不同工况下的静强度与自由模态计算;基于ANSYS/PDS模块,利用蒙特卡罗法对车体等效应力最大工况进行了静强度可靠性及灵敏度分析。结果表明车体的静强度指标满足许用要求;模型在频域上表现正常;许用应力对其静强度的可靠性影响最大。

针对某电子设备中航空雷达组件热流密度过高的散热问题,提出了一种新型的两进两出的水冷板设计。在保证仿真参数一致的情况下,利用ICEPAK数值模拟的方法,研究了矩形、圆形、梯形三种形状的单双层支流道对水冷板散热性能的影响。同时,对这六种方案进行了试验分析,验证了试验结果与ICEPAK仿真结果的一致性。研究结果表明三种形状双层支流道的散热效果明显优于单层支流道;综合分析水冷板的散热效果和系统流阻,双层梯形支流道的散热性能最佳。