针对模糊熵在提取滚动轴承性能退化特征时敏感度较低的问题,提出了一种基于类Sigmoid函数的改进模糊熵,并将其用于滚动轴承退化特征提取。针对传统的滚动轴承性能退化评估方法局部化的问题,提出了一种基于灰关系的滚动轴承性能退化评估方法,该方法使用灰关系理论评估提取的滚动轴承退化特征与可靠性之间的关系,从而达到从滚动轴承可靠性演变规律的整体角度评估滚动轴承退化特征的目的。实验结果表明,改进模糊熵可以精准地提取出滚动轴承的性能退化特征,并且基于改进模糊熵提取的滚动轴承退化特征与滚动轴承的保持可靠度具有一致的演变规律,可信水平均达到95%以上。

提出了一种基于3-RRRS机构的并联机床构型。RRRS是由3个R副和1个S副组成的支链。3-RRRS机构在上下平台之间连接移动平台,实现移动平台相对于下平台的六维运动;安装在移动平台上的动力头完成机床的加工操作。RRRS运动支链的每个R副配备1个驱动动力,共有3个驱动;整个运动支链系统有9个驱动,具有从属驱动特性,使并联机床具有较大的工作空间和较好的运动动态特性。首先,介绍了新型机床的模块化结构;其次,对基于3-RRRS机构的机床进行建模分析,给出了机床操作中各机构变量的运动和控制模型;最后,给出计算实例,并用运动仿真对计算结果进行了验证。相关工作为后续设备的实际使用提供了理论依据。

研究了在烟草机械清洗设备中使用的一种摆动支点可变的平底从动件凸轮连杆组合机构。该机构将摆动从动件的枢轴安装在轨迹方向可调的滑块上,从动件进行复杂的平面运动,其输出角度的运动范围可根据输出要求进行调整。为了综合该机构,首先,建立了相关模型;然后,采用反转法和包络理论,推导了凸轮轮廓坐标求解模型;最后,选择相应的从动件运动规律,计算相应的凸轮轮廓坐标,通过插值得到整个凸轮轮廓曲线。利用该过程设计了实例机构的运动凸轮,并通过运动仿真进行了验证。研究工作解决了实际装备的设计问题,也丰富了凸轮-连杆机构的设计理论。

根据特定产品生产工艺要求,设计了一种用于圆柱内壁件作业的内撑式抓取与下压装配机械手。该机械手在手指系统与筒状手掌之间采用弹性连接。在高速作业过程中,这类弹性连接形成手指系统的残留振动。在对机械手结构设计思想与结构介绍的基础上,对机械手系统采用Adams运动仿真,分析了弹簧系统参数对手指系统的残留振动的影响,并对影响机械手振动特性的关键参数——连接弹簧的参数进行了优化选择。实际机械手的运行结果表明,该机械手结构与弹性参数的选择可以很好地满足特定对象的作业要求。

根据人造金刚石合成原料——叶腊石块生产工艺要求,设计了一种用于易碎圆柱内壁件作业的内撑式抓取与下压装配机械手。该机械手将抓取物件和装配物件动作一起完成,将按压动作的结构设计为桶状手掌,把抓取转运动作的内撑式圆弧三手指嵌套在桶状手掌的内圆柱面内,通过指掌联合完成在狭窄空间内的装配作业。在介绍机械手整体结构的基础上,讨论了推送气缸的选取及气压控制系统;研究了采用不同运动规律控制机械手转运作业时对作业过程稳定性的影响。通过对运动规律的理论分析,以及对机械手转运作业过程采用Adams进行运动仿真,表明采用修正梯形运动规律控制机械手的转运运动,可以获得较好的运动性能。研究结果为改良机械手系统的运行奠定了一定的基础。

提出了一种仿生马构型的四足步行机器人,以用于马术辅助治疗。其单腿系统利用凸轮连杆组合机构驱动。在论述该仿生马机器人结构与工作原理的基础上,进行了机器人的运动学建模与分析。利用环路矢量法建立各机构运动学方程,利用牛顿迭代法对非线性位移方程进行了求解。采用Matlab开发了求解机器人行走腿位移、速度、加速度运动的统一程序。通过实例计算,对采用电机等速驱动机器人产生的行走腿端点位移、加速度特性进行了分析。为后续优化机器人性能奠定了基础。

提出了一种仿生马构型的四足步行机器人,以用于马术辅助治疗。其单腿系统利用凸轮连杆组合机构驱动,具有两个驱动自由度,能够实现足端轨迹跨距与高度的调整。论述了凸轮连杆组合机构驱动的仿生马机器人结构与工作原理,开展了机器人的运动仿真研究。利用SolidWorks软件建立机器人模型,并导入到Adams软件中进行动力学仿真分析。通过运动规划给定电机驱动函数,实现了仿生马机器人的行走运动。进一步分析得到了机器人在抬腿和落地运动过程中,足端与地面之间的接触力变化规律及相应的运动轨迹变化趋势。针对仿生马机器人运动仿真中整体出现的跳动现象,提出了采用电机变驱动规律以改良跳动的措施。研究结果为该类机器人参数的优化设计及实用化提供了理论支持。

针对传统逆向工艺难以完成结构复杂及软材料工件成型的问题,提出了一种基于逆向技术与模具技术的工件快速成型方法。以软体材料制作的多腔式气动驱动器为例,采用激光扫描系统采集工件点云数据,利用Geomagic Design X软件对点云数据进行了预处理,根据曲面拟合方法重构了软体气动驱动器的三维模型;将过渡模型与重构的软体气动驱动器模型进行了布尔运算,并将运算结果进行了拆解处理;运用3D打印技术与封模技术制作出了浇注模具,完成了对多腔式气动驱动器的快速成型制造。研究结果表明采用该快速成型方法,重建的三维模型的最大上偏差为0.0642,最大下偏差为0.1952,标准偏差为0.0637,满足了模型的精度需求;利用逆向技术与模具技术可以完成多腔式气动驱动器的快速制造;该方法可为复杂结构的软体材料工件的快速成型提供一种切实可行的思路。

在交变的高温高压环境下，人造金刚石压机中的硬质合金顶锤易出现裂纹，如果不及时检测并更换裂锤会造成更多顶锤瞬间同时破裂，从而造成重大的经济损失。针对如何检测顶锤裂纹，提出了一种基于Kolmogorov—Smirnov（K—S）检验和平滑伪维格纳分布（SPWVD）的方法。该方法根据脆性材料在产生裂纹时会伴随着声发射渡释放的特点，结合突发型声发射信号属于高频率高能量信号的特性，首先将顶锤裂纹信号设为模版，并对采集的声发射信号进行加窗截取，然后利用双样本同分布Kolmogorov—Smirnov检验对截取的信号进行匹配，对匹配到的疑似顶锤裂纹信号进一步利用平滑伪维格纳分布进行分析，根据得到的频谱信息确定顶锤是否出现裂纹。利用顶锤在平稳以及两种突发型声发射状态对所提方法进行验证，实验结果表明该方法能够准确检测出顶锤裂纹，...

介绍了现有的国产钢筋切断机的生产现状，提出采用新的设计手段开发钢筋切断机，以增强切断机产品竞争力。基于Inventor对钢筋切断机的通用结构进行了建模分析。根据设计数据建立各个零件的草图，在草图的基础上运用零件特征生成三维实体；然后在软件的虚拟环境中进行虚拟装配，建立数字样机；最后进行运动干涉分析及运动仿真等。