结合机器人技术与数控加工技术,设计了一种3自由度高刚度机器人。通过对加工要求的分析,确定了3自由度结构,并进行了多自由度空间的理论分析,确定了结构设计方案;在机器人各轴添加制动器夹紧机械臂上制动盘的结构方案,改善了机器人的末端刚性。

在对纸巾进行塑料包装过程中,容易产生爆口、飞膜、露白与偏移等缺陷,目前对包装缺陷检测基本上采用人工检测,效率低下,准确率低。文中结合机器视觉、图像处理与自动控制等相关知识,研发了一套包装缺陷检测系统,通过对纸巾缺陷特征进行面积计算来检测飞膜、露白及偏移等缺陷;设计了阵列矩形面积算法,可实现对爆口缺陷的检测。实验表明,该设备漏判率小于0.02%,符合实际检测需求。

针对机电产品普遍存在的动态需求适应性差、设计阶段离散、设计周期长等问题,在设计理论与方法论创新的基础上,应用数字孪生技术对机电产品设计阶段进行研究,提出由需求分析、概念模型演化、结构模型演化、参数模型演化、孪生模型验证组成的机电产品设计域数字孪生演化方法,在以上3个演化中分别对相关模型使用了设计-评价-反馈-迭代的优化方法。以曳引式电梯为例,在孪生模型验证过程中,使用电梯的振动数据进行对比与迭代,完成并验证了机电产品设计域数字孪生演化方法的可行性。

建立三自由度高刚度机器人有限元模型并对其进行静、动态特性分析。对比分析制动器动作对机器人的刚度、固有频率和机器人在外力作用下的稳态响应的影响;对样机进行实验测试分析。结果表明:所提制动器结构方案能提高机器人的刚度和固有频率以及降低操作器末端的振幅,能够改善机器人工作时的动态特性。

提出一种机械装备的数字孪生结构参数分析与评价体系。运用ANSYS软件对机械装备的整机结构进行静刚度分析与动态性能分析。运用BP神经网络及专家打分对结构参数进行评价,验证了机械装备的数字孪生结构参数设计方法正确性与可行性。

根据电焊机焊接触电回路,提出了PID神经网络实时跟踪电流减少事故的控制思路。给出了智能检测电焊机动态基准电流的控制原理,阐述了PID神经网络控制电焊机安全工作的策略,对电焊机安全控制中根据权重选择PID神经元的调节算法进行了研究,设计了用单片机做为控制中心的实现方案。最后用MATLAB模拟了智能跟踪电流的PID神经网络安全控制波形和性能曲线,证明了PID神经网络智能跟踪动态基准电流在电焊机安全控制中的有效性。这对提高电焊机的安全性能以及其它电器触电安全研究具有重要的意义。

主轴倾角和不平衡率是控制曲柄连杆机构惯性力对发动机振动影响的两个重要参数。分析了曲柄连杆机构惯性力参数主轴倾角和不平衡率的计算方法,给出了主轴倾角、一阶最大惯性力和一阶最小惯性力在不同合成旋转质量偏置角度范围内的数学表达式;讨论了主轴倾角和不平衡率随旋转质量与往复质量比值以及合成旋转质量偏置角度变化的关系;通过软件分析与计算,以在曲柄连杆机构曲柄轴上钻孔去重的方式调整了主轴倾角和不平衡率。为曲柄连杆机构惯性力参数设计和实验调整提供了技术参考。

工业机器人运动学及动力学分析能够为机器人的驱动、减速器选型提供指导,优化杆长参数,提高运动学和动力学性能.对6 R工业机器人的正向运动学方程进行了理论分析和推导.阐述了6 R工业机器人自主研发过程中基于MATLAB Robotics工具箱的运动及动力学仿真以求解运动学和动力学问题的方法,为6R工业机器人的运动学和动力学分析提供了参考.

针对目前市场洗衣机排水泵效率低下的问题,采用CFD模拟仿真技术,运用正交实验的分析方法对额定流量20L/m in、额定扬程1.25 m的洗衣机排水泵进行数值模拟仿真分析;得到了洗衣机排水泵在额定扬程,额定流量大体相同时的水力效率提升、各点位的速度及压力分布特点;研究结果表明,优化前后额定扬程额定流量大体相同时,排水泵出口回流减少,效率提高了5.95%。

针对气塞现象，通过不同气体含量下的体积弹性模量的变化及不同压力下的体积应变的分析，提出单柱塞泵的设计要求及防止气塞的方法。