设计了一种新型的胶囊驱动机器人,用于控制胶囊在胃肠道内的运动和定位。首先,建立胶囊驱动机器人的三维数字化模型;其次,利用齐次变换矩阵来确定驱动机器人运动过程中的位姿,同时利用D-H坐标系法进行运动学正逆解的相关计算;最后,利用MATLAB软件完成运动学建模与仿真,进行驱动机器人的工作空间分析及运动学验证。结果表明,通过控制五自由度的驱动机器人,能在平面任何方向上引导胶囊穿过胃肠道。

以打包机箱体为研究对象,首先利用Simufact-ANSYS联合仿真分析箱体与包块的应力,然后通过贴片实验验证箱体的仿真结果,并分析不同工艺参数对包块等效应力的影响。结果表明仿真与实验所得箱体应力的误差约为3.2%,最大应力出现在前侧板与底板前端焊接处,包块的等效应力受环境温度、进给速度和摩擦因数的影响。研究结果为包块打压成形工艺优化奠定了基础。

针对三偏心蝶阀开阀过程中易出现阀轴运动不平稳、卡涩故障等问题,基于三偏心蝶阀研究操作力矩及其动作特性。利用有限元仿真软件Fluent对三偏心蝶阀不同开度与压差下的内部流场状态、动水力矩及其系数进行模拟计算,并通过实验验证仿真结果的准确性;利用三偏心蝶阀操作力矩计算公式对实验阀门进行数值计算,分析动作过程中操作扭矩随开度的变化;最后利用仿真平台AMESim对单作用气动执行器系统进行建模,分析操作力矩对开阀动作时间及蝶板稳定性的影响。结果表明:随着压差的增加,动水力矩的最大值向小开度偏移,在60°~75°开度区间达到最大值;蝶阀的压差越大,阀轴动作时间越长且越不稳定,0.1、0.3 MPa压差下三偏心蝶阀动作时间分别增加了4.4%、10.7%;增加气缸直径、弹簧刚度可增加动作的稳定性。

为探究食物材料特性与吞咽系统的相互影响,设计了一种模拟人体食道蠕动的软体驱动器。选择软体材料硅橡胶制备驱动器本体,通过硅橡胶材料试验获得其Yeoh模型(超弹性材料应力应变本构模型)的二次项常数,并将其作为ABAQUS软件中材料模型的输入条件,具体分析了各个腔室结构参数对软体驱动器变形特性的影响,从而确定满足仿生蠕动运动结构的尺寸参数。

为探讨VL密封件在实际使用过程中性能指标与密封件摩擦力、变形量等参数的关系,通过试验获得VL密封件的寿命,然后设计多组VL密封件寿命试验,研究不同寿命节点下密封件的泄漏情况,分析内径尺寸、截面轮廓变化、磨损量、摩擦力以及唇口处表面粗糙度对泄漏速率的影响。结果表明:VL密封件在寿命试验过程中,其泄漏速率呈现先增加后稳定一段时间,然后呈继续增加的趋势;内径尺寸变化、截面轮廓变化程度以及磨损量与泄漏速率呈现正相关关系;摩擦力变化与唇口处表面粗糙度变化与泄漏速率无直接关系。

为模拟航空作动器高压力、高升率工作环境进行脉冲试验,设计了T形波脉冲系统,系统采用压力传感器和电液伺服阀构成闭环控制,通过控制经伺服比例阀流入非对称增压缸低压腔的流量建压。在建立蓄能器、电液伺服阀及增压缸-被试工装件的压力-流量数学模型的基础上,基于AMESim搭建仿真模型,对比分析不同工装件容积、脉冲升率对系统动态性能的影响。仿真结果表明,系统主要由蓄能器提供瞬时流量快速建压,释放能量后,液压泵需要在一个周期内为蓄能器

目的研究经硅烷（GPTMS）改性后的椰壳粉（G-CSP）作为添加剂对热塑性弹性体（TPE）表面性能的影响及其潜在应用。方法通过热压法制备G-CSP质量分数为0%、5%、10%和15%的G-CSP-TPE样品,采用Alpha红外光谱仪对GPTMS、CSP和G-CSP进行红外光谱试验。用MFP-D三维形貌仪观测G-CSP-TPE样品的表面形貌,在JC2000CS接触角测量仪上测试不同液体在G-CSP-TPE表面的静态接触角。基于陶瓷球与G-CSP-TPE组成的摩擦副,在MFT-5000摩擦磨损试验机上研究不同载荷和滑动速度下液体介质的摩擦性能。结果红外光谱显示,GPTMS中的某些官能团成功地接枝到CSP中。随着G-CSP质量分数的增加,试样表面粗糙度和接触角均呈增加趋势。去离子水和葵花油的平均摩擦系数与滑动速度和载荷有关,当滑动速度超过2 mm/s时,其平均摩擦系数总体上与载荷呈负相关,在0.8 N和4 mm/s的条件下,去离子水和葵花油的平均摩...

为探讨口腔加工时间对典型高脂高糖食品的摩擦性能影响,开展口腔环境下巧克力摩擦性能的影响因素研究。以人工唾液和某品牌巧克力配制不同巧克力质量分数的混合溶液,改变聚二甲基硅氧烷(PDMS)基础液和固化剂的比例分别制备硬PDMS和含微凸体的软PDMS材料,基于陶瓷球对软PDMS和硬PDMS对软PDMS的两组摩擦副,在MFT-5000摩擦试验机上开展混合溶液在不同载荷和滑动速率的摩擦性能研究,讨论混合溶液与摩擦副的作用机制。结果表明巧克力在口腔加工过程的摩擦性能与其质量分数、载荷、滑动速率和摩擦副等因素有关,随着巧克力质量分数的降低,巧克力的摩擦因数总体上是减小,这意味着消费者能够获得更好的丝滑感;载荷和滑动速率对巧克力摩擦性能的影响与摩擦副的选取有关,但滑动速率比载荷对其摩擦因数的影响更显著,研究结果为巧克力摩擦性能和口...

研究参数化设计方法，对参数化设计的原理和方法以油缸系列产品为例在UG平台上进行验证。通过UG平台的二次开发模块和VC＋＋强大的编程功能，成功实现了油缸系列产品的零件族创建与修改。结果表明：通过开发油缸参数化建模系统，可以减少UG建模过程中繁多的手动操作和系列零／部件的重复设计建模，可大幅度提高产品设计的效率，增强企业竞争力。