基于虚拟样机技术的显示屏支臂机构设计

针对传统的固定支撑显示屏机构自动化程度低、高度及角度不易调节,难以满足高级办公需求等问题,设计了一种具有柔性铰链的半自动化显示屏支臂机构。对支臂机构进行机理分析及虚拟样机设计;对显示屏俯仰关节,基于柔性理念设计柔性铰链机构;对显示屏支臂末端的升降功能,基于SolidWorks Motion软件进行运动仿真分析,得到了在输入件为函数驱动的条件下输出件竖直方向的线位移、线速度、线加速度的运动规律。应用结果表明该机构不仅具有安全、舒适、调节方便等特点,且可有效提高办公自动化能力。本机构能改善办公自动化程度低、高度及角度不易调节的状况,满足高级办公的需求。     

轮腿复合式底盘结构的仿真优化

针对目前下肢有障碍的人士出行困难、生活不便的问题,课题组以调整轮椅整体高度位姿与完成户外越障为目标,设计了 一种多功能轮椅的轮腿复合式底盘机构。通过运动学分析得出底盘机构水平状态下高度变换范围以及两个驱动推杆的耦合关系;对底盘机构中关键零部件进行静 力学分析,并对关键部件进行仿真优化,以保证底盘机构在调节高度中的整体稳定性。样机实验验证了轮腿复合式底盘机构可稳定有效地实现高度调整。该设计 可以调节身体重心与位姿,也可以满足室外越障的需求。     

基于SolidWorks和Excel的凸轮设计与运动仿真

采用Excel计算凸轮运动方程位移值,在SolidWorks环境中建立三维模型,运动仿真模块Motion添加直线马达和旋转马达,反转法获得凸轮轮廓曲线坐标点,得到盘形凸轮三维实体模型,并对该凸轮机构进行运动仿真,绘制出推杆运动规律曲线并加以验证。     

面向上纱机器人的末端执行器的结构设计

针对筒子纱的人工上纱效率低、劳动强度高等问题,课题组设计了面向上纱机器人的末端执行器。根据筒子纱的结构特点和上纱工艺要求,采用SolidWorks软件对末端执行器进行建模,设计具有双移动内撑式手爪、自动调节手爪间距装置及气动推纱机构的末端执行器,实现单次2个筒子纱的抓纱和推纱的上纱过程。对抓取机构建立静力学模型,通过SolidWorks软件和ANSYS软件对末端执行器的关键结构零部件进行运动学和静力学的仿真分析。仿真结果表明抓取机构的运动过程稳定,结构可靠,达到了设计要求。     

爱就是舍不得辜负

雨中,在赶回家的途中,经过牡丹大桥,我忽然看到前面有一辆奇怪的车,一对奇怪的夫妻。车是改装过的,前面是轮椅,后面是电动自行车,只是电动车的车把部分被拆掉了,而轮椅后面的扶手则变成了车把。男人骑在电动车上,手握着轮椅的扶手,淋着雨,脸上却溢满笑容。轮椅的左侧固定着一把伞,伞下的女人,神态安详,笑靥如花。     

电动钉枪性能试验台加载机构动力学仿真

电动钉枪性能试验台由5部分组成,其中加载机构是其关键机构。文章通过分析试验台加载机构工作原理,用ADAMS仿真软件建立了加载机构虚拟样机模型,通过对样机模型的仿真,来验证加载机构能否满足其设计要求。然后,用参数化分析的方法,分析了加载机构动力学特性,最终得到加载弹簧预紧力和样本钉枪植入力之间的关系。     

新型二自由度移动并联机构设计

针对工业设备快速抓取物件的需求,基于并联机构具有的优点,提出了一种二自由度可快速移动的并联机构。 对该机构的运动学进行分析研究,创建该平面二自由度的运动学模型,利用勾股定理推算出该机构的正反解,继而得到 雅克比矩阵。最后利用杆件约束等条件得到该机构的工作空间。通过SolidWorks和MATLAB仿真软件求正反解验证了 设计的正确性。该并联机构的横向位移较大,满足设计要求。     

舍不得辜负

雨中，在赶回家的途中，经过牡丹大桥，忽然看到前面一辆奇怪的车，一对奇怪的夫妻。车是改装过的，前面是轮椅，后面是电动自行车，只是电动车的车把部分去掉了，轮椅后面的扶手变成了车把。男人骑在电动车上，手握着轮椅的扶手，淋着雨，脸上却溢满笑容。轮椅的左侧固定着一把伞，伞下的女人，神态安详笑靥如花。     

基于TRIZ的试卷袋密封签定制印刷机构设计

针对目前密封签需求数量少且规格变化频繁，不适合拼大版印刷和裁切的情况，课题组基于TRIZ理论对密封签印刷机构进行结构创新设计和仿真分析。运用“物 场模型”分析现有密封签印刷机构存在的问题，结合40个发明成果的原理对印刷机构进行创新设计，使其符合密封签单张定制印刷和贴封的生产需求；利用SolidWorks构建三维模型并进行仿真分析。仿真分析结果表明：压印叼牙辊可以满足咬紧和松脱单张密封签的生产要求，3 s可完成单张密封签印刷，印刷速度达到20个/min。经密封签印刷样机试机，印刷速度可达到30～40个/min，密封签印刷和贴封质量稳定，达到了预期要求。     

新型粉末包装机往复式横封机构设计

传统的往复式横封机构有凸轮式和气缸式。针对凸轮式横封机构凸轮轮廓不合理容易引起震动和噪声,气缸式横封机构速度改变时存在较大冲击以及气缸密封性等问题,课题组提出了一种新型粉末包装机往复式横封机构。课题组采用解析法与三维软件相结合的方法对该机构进行研究,建立了粉末包装机往复式横封机构的数学模型,对横封机构的执行末端横封头进行了受力分析和运动学分析。通过SolidWorks软件进行三维建模,并运用SolidWorks Motion对横封机构的横封头进行了运动学模拟仿真。结果表明该横封机构具有平稳、噪声小等优点,可方便地进行调速,适应多种包装袋长的横封要求。     

基于2UU UPU并联机构的4足机器人设计

针对串联4足机器人负载能力低及由误差累积导致的控制精度低的问题，课题组采用2UU UPU并联机构作为4足机器人大腿基本构型，并在动平台上添加一长杆作为小腿结构设计了新型4足机器人。首先基于修正的Kutabach Grübler公式计算单腿机构的自由度并进行验证；其次利用几何关系求解该结构的逆解表达式；然后基于结构的约束条件，借助MATLAB软件求得该并联机构的工作空间；接着在SolidWorks中建立4足机器人的三维模型；最后进行4足机器人的步态规划和仿真分析。结果表明：该机构工作空间大，运动平稳，控制方便，适合作为4足机器人腿部结构。该研究在工程上有一定的实用性。     

基于CFD的加热仓风量调节装置

针对目前烟熏生产工艺中普遍存在烟熏效率低下的问题,应用CFD技术对烟熏炉加热仓气流场的流动进行建模与分析。基于仿真结果,提出一种进风口风量调节机构,通过在加热仓的适当位置设置可变流量的进风口,可以改善加热仓的气流场分布;通过对该机构的运动学和动力学仿真,确定了各项参数;并设计实验方案,验证仿真结果的准确性以及调节机构对加热仓气流场的改善效果。应用结果表明该风量调节机构改善了烟熏炉加热仓的气流场分布,使烟熏效果更加均匀。该研究提高了烟熏食品的加工效率。     

旋转式吹瓶机开合模凸轮槽优化研究

针对旋转式吹瓶机凸轮机构运动平稳性差,不同尺寸高密度聚乙烯瓶合模位置存在差异,及运动过程中移动位置难以准确确定的问题,课题组建立了不同凸轮曲线的运动模型,分析了不同凸轮曲线的运动学、动力学特点,优化了现有圆柱凸轮的凸轮曲线。在摆线运动规律理论基础上以合模始末位置位移、速度和加速度及运动过程两处位移为约束条件建立了七次多项式运动规律曲线,并通过ADAMS建立吹瓶机凸轮机构模型,模拟其实际开合模的情况。仿真结果表明：优化后实现了对两处模具调节位置位移的控制,同时合模点加速度减小至17.15 mm/s,冲击点由曲线连接点转移至运动过程中,合模点处冲击明显下降。研究使旋转头开合模振动降低,满足了优化的要求,实际使用中能通过调节可适应不同尺寸瓶子的生产。     

电动助力转向系统虚拟试验平台的搭建

以转向试验台架为研究对象,使用UG软件建立了转向试验台架的三维模型。将该三维模型导入ADMAS建立了电动助力转向系统的多体动力学模型。使用SIMULINK软件建立助力电机模型,选择直线型助力特性曲线为电动助力转向系统的助力特性曲线,搭建了电动助力转向系统的PID控制系统,整定了PID参数。进行了电动助力转向系统的联合仿真,实验结果符合相关要求,表明电动助力转向系统虚拟试验平台搭建成功。     

喷涂机器人的喷头结构优化

在喷涂机器人自动喷塑过程中，静电装置和喷嘴内部易产生粉末涂料堆积的问题，因此课题组基于SolidWorks 2016软件建立了喷头三维模型；使用ANSYS17.0的FLUENT模块对喷头进行流体仿真分析，发现喷头内部结构设计不合理。然后对喷头进行结构优化：将静电装置中原先的单条4 mm宽度横梁改成3条按等边三角形分布的1 mm宽度的横梁，同时将内芯的圆柱体改成圆锥体；使用斜面喷嘴代替整平面喷嘴，并对斜面角度进行研究，发现45°角斜面是最合适的角度。静力学分析结果表明：改进后喷嘴内粉末不易堆积，优化设计达到了要求。     

基于ADAMS的安全阀上料车升降机构动力学研究

为了进一步提高安全阀上料的自动化水平,课题组提出了一种能够独立完成上料工作的自动上料车。上料车升降机构在上料过程中的动力学状况对工作中的运动和稳定性具有较大的影响,因此需要对上料车升降机构进行动力学分析。课题组首先简化固连的复杂刚体,利用SolidWorks三维软件建立简化后的上料车三维模型;然后采用拉格朗日法建立动力学方程;最后将三维模型导入ADAMS进行动力学仿真分析,得到了上料车升降机构运动过程中电机驱动扭矩、螺杆受力和滑动轴承受摩擦力的曲线。结果表明：上料车升降机构在运动过程中具有较高的可靠性和稳定性。该研究为上料车升降机构主要部件的选型制造提供了参考。     

基于Pro/E和Simulink正切机构擦鞋机的运动仿真

针对目前使用的电动擦鞋机存在占地面积大,噪音大,耗电,使用区域受电源限制等缺点,设计出一种新型无能耗的正切机构擦鞋机。利用Pro/E对其三维建模,结合人机工程学进行设计,确定机构具体尺寸,设计制造出样机。为验证其实用性,应用矩阵法建立其数学模型,使用Siruulink对其简化的正切机构模型进行运动仿真,得出毛刷辊子转速,脚踏力与时间的关系曲线。并推荐了合理的踩踏力和毛刷转速。通过样机实验表明擦鞋效果较好,转速高,能够满足擦 鞋要求。     

3支链6自由度并联机构运动学研究

为了使并联机构在三维空间完成3个转动和3个移动的动作,可以进行全方位的运动,课题组提出了6自由度2PPRS RPRS并联机构。课题组描述了该并联机构的构型,建立了机构的运动坐标系;利用螺旋理论求解了机构自由度,并运用修正Kutzbach Grüble公式验证了自由度求解的正确性;根据支链与定、动平台间的相对姿态关系,推导了支链平面方程,并结合杆长不变条件,推导获得了该6自由度并联机构全部位置逆解的解析解;并基于三维边界搜索法,求解绘制出了机构的可达位置工作空间;最后,通过SolidWorks/Simmechanics的三维运动/参数可视化联合仿真,得到了机构的驱动位移相对时间的变化曲线。研究结果表明该机构构型设计、自由度分析正确,得出了该机构在三维空间内的运动学输入、输出的变化规律。     

基于鲁棒补偿RBF网络的IEHB系统液压力控制

随着车辆电动化与智能化的发展,集成式线控液压制动(IEHB)系统已成为制动系统的发展趋势。由于电动主缸的引入,导致IEHB系统进行压力调节时非线性特性增强,难以实现对轮缸液压力进行精确控制。为此,在对IEHB系统电动主缸非线性分析基础上,提出了一种可行的轮缸压力控制方案。通过采用非线性鲁棒补偿RBF网络的策略,对电动主缸进行控制,同时对液压调节单元关键部件采用开关控制,实现了IEHB系统的轮缸压力控制器设计。通过AMESim与Matlab/Simulink联合仿真平台,对该IEHB系统在不同工况下压力响应跟随闭环特性进行仿真验证。结果表明:所提出的轮缸压力控制策略与电动主缸采用PID控制策略相比展现出更好的追踪表现和鲁棒性。     

快递纸箱包装机合页机构设计

针对目前快递纸箱普遍依赖人工包装导致效率低的问题,设计了新型快递纸箱合页机构。采用阶梯轴结构和步进电机,实现合页机构的驱动功能;采用凸 轮和连杆机构,设计了合页机构的传动和执行部分;利用SolidWorks2014软件1:1建立合页机构的三维模型,解决了机构的干涉问题,并结合ANSYS软件实现合页机 构的稳定运行;采用机器人正逆运动学理论分析合页机构中各关节之间的位置和姿态。应用结果表明合页机构具有安全、省力及能耗低等优点,能提高快递纸箱 的包装效率,并可有效降低工人的劳动强度。