一种新型球形机器人虚拟样机的设计及运动仿真

提出了一种采用双齿轮齿条传动机构的新型球形机器人设计方案,该方案在球形机器人同一直径方向上安装两组齿轮齿条传动机构作为内部驱动装置,论文详细介绍了该球形机器人的机械结构,并通过受力分析对其直线运动和转弯运动的运动原理进行了理论分析。联合使用SOLIDWORKS和ADAMS,建立了球形机器人的虚拟样机并进行运动仿真。受力分析和运动仿真结果验证了该球形机器人结构的可行性,为物理样机后期制作提供依据。     

一种嵌入ADAMS解算器的UG运动分析研究

在机械系统研究中，建模、运动学分析、动力学仿真、优化设计等几个方面通常采用ADAMS综合地进行。由于ADAMS的价格高昂，中小型企业迫切需要找寻其它新的工具来代替ADAMS。UG软件的一个CAE模块——UG／motion嵌入了ADAMS的核心解算器．具有机械系统专业仿真软件的基本功能和一些特殊的优点。通过UG／motion的功能分析和归纳应用UG／motion进行运动学分析和仿真的基本步骤和基本算法来验证UG／motion的适用性。该算法源于ADAMS的解算器，因而既快速又准确。此外还举出实例对某种运动机构进行了运动仿真，并将仿真结果以仿真动画、电子表格和曲线图的形式输出。鉴于此UG／motion可以代替ADAMS对一般产品进行基本的运动分析。     

一种自供电销轴受力检测系统研究

为了实现采煤机在作业中摇臂与连接架之间的连接销轴的受力实时检测,提出了一种基于压电振动俘能自供电销轴受力检测系统,不仅为销轴过载保护提供了重要依据,而且有效解决了经常更换电源的问题。将采煤机工作过程中的振动能量有效的转换为电能,为传感器和无线采集模块提供稳定充足的电能。通过多个现场测试表明,检测系统的自供电性能稳定,截取采煤机900s内工作时间进行分析,得到销轴X、Y、Z方向上最大载荷分别为16.26173 kN、51.32143 kN、303.93931 kN,测试结果与实际工况相接近,验证了基于压电振动俘能装置的自供电销轴受力检测系统应用于实际工程检测的可行性和精确性。     

基于UG软件的曲轴与连杆的优化设计

本文利用UG的强大建模能力,以及装配干涉分析、动态运动仿真和应力应变有限元分析等功能,建立了四缸发动机曲轴与连杆的三维模型,进行数字化样机设计,并结合运动公式计算,得出发动机曲轴和连杆的运动曲线分析图,以及活塞和曲轴在模态下的数据变化图谱、特征数据曲线和运动规律.通过对数据的分析,掌握了连杆机构在实际运行工况下的力学特性.通过数值分析与计算,可以直观清晰地了解曲柄连杆机构在运行过程中的受力状态.通过数据调整,对机构进行了优化,为发动机性能优化提供数据支撑.针对不同大小和功能发动机的优化分析,提供了更为准确的参考数据.     

高压断路器操动机构的动力学建模与仿真研究

利用UG软件建立了高压断路器弹簧操动机构的三维实体模型,并导入到机械系统动力学仿真分析软件ADAMS中,动态仿真了断路器的运动特性,验证了虚拟样机模型的正确性。着重仿真分析了断路操动机构器的挡板位置、摩擦力、弹簧劲度系数等因素对高压断路器动态性能曲线的影响,为以后高压断路器的优化设计、状态监测及其故障诊断提供了理论依据。     

汽车转向机构间隙运动副的碰撞接触分析

应用多体动力学分析方法及仿真技术研究了某汽车转向机构间隙运动副在转向过程中的碰撞接触特性.首先应用ADAMS软件创建了该车的仿真模型.由悬架系统、转向系统、行驶系统等系统纰成.其次研究了『H]隙运动副的碰撞接触特性,包括转向横拉杆与转向梯形臂之间的运动副及转向梯形臂与悬架之间的运动副.根据实际工作特征,前者运动副采用空间圆柱铰模型,后者运动副采用平面圆柱铰模型.最后对模型进行了仿真分析.仿真结果表明,转向过程中,两问隙运动副的碰撞接触力与间隙大小成非线性关系,多个运动副间隙共存状念下各间隙运动副的碰撞接触力发生变化.这些研究结果为转向机构零部件设计、动力学特性分析提供了更为准确的实验依据.     

基于边界元法的平面运动并联机构静力学解析

针对混联运动机床开发中所采用的2 自由度平面运动并联机构部分进行了深入的研究．介绍了该平面 运动并联机构的组成,推导了并联机构的运动学正、逆解求解公式,求解了该机构的被动关节．基于边界元法对该 机构的受力情况进行了建模和解析,给出了每个杆件的受力情况．通过ADAMS 仿真验证了求解的正确性,为该机 构的设计开发奠定了基础．本文的分析方法也为并联机构的静力学解析提供了新的思路和方法．     

多轴转向车辆转向杆系的受力分析

某采用机械式液压助力转向的多轴转向车辆,经常出现转向杆系损坏的现象.为了分析转向杆系损坏的原因,进一步提高系统的可靠性,通过大型工程分析软件ADAMS对转向杆系进行虚拟样机建模.利用模型对转向杆系进行了虚拟试验分析,给出了各杆件受力分析的仿真结果.仿真结果分析表明造成转向杆系损坏的原因是由于受力过大,并提出了相应的改进措施.通过改进后测试,对虚拟样机的仿真结果进行了对比,证明虚拟样机模型是正确的,改进措施是有效的.结果使整个杆系最大受力降低了30%.     

基于UG/Motion的凸轮连续变焦机构设计

为了使所观测目标在像面中的大小在视场变换的过程中连续变化而不丢失,设计了一种圆柱凸轮连续变焦机构,变焦范围为10mm～300mm。利用UG/Motion软件仿真模块对变焦机构进行了运动分析,结果表明变焦机构的变焦精度为0.009mm,变焦运动仿真曲线与理论设计曲线高度重合,变焦平稳可靠,满足光学系统设计指标要求。连续变焦机构设计方法不但缩短了开发周期,节约了研制成本,为进行变焦机构的设计提供了参考。     

YZ18J压路机震动偏心块分析

在工程设计中,需要对设计的机构进行运动和动力分析,从而预知所设计的传动机构是否满足要求,保证设计的可靠性.UG软件是一个集计算机辅助设计、制造和工程分析于一体的三维参数化软件,其机构应用模块提供了强大的静态、运动、动力分析计算以及动态仿真功能.     

前移式叉车转向稳定性分析

为提高前移式叉车运行和作业时的转向稳定性,需深入分析其转向稳定性机理。首先利用方位角概念将转弯动态过程等效为叉车静止在坡度不断变化的斜坡上进行失稳特征分析;接着通过侧偏角下的最小转弯半径、侧翻临界速度等对前移式叉车进行运动学分析;最后以CQD15-GA2R型号为实验对象,对其横向稳定性作具体计算,得出该机型在额定工况下,满足转弯稳定性的重心最大高度不超过656.6mm。分析结果对优化前移式叉车的结构、载荷分布、转弯半径与速度以及提高车辆运行和作业过程的转向稳定性有一定指导意义。     

Comparison of visibility measurement techniques for forklift truck design factors

This study applied the light bulb shadow test, a manikin vision assessment test, and an individual test to a forklift truck to identify forklift truck design factors influencing visibility. The light bulb shadow test followed the standard of ISO/DIS 13564-1 for traveling and maneuvering tests with four test paths (Test Nos. 1, 3, 4, and 6). Digital human and forklift truck models were developed for the manikin vision assessment test with CATIA V5R13 human modeling solutions. Six participants performed the individual tests. Both employed similar parameters to the light bulb shadow test. The individual test had better visibility with fewer numbers and a greater distribution of the shadowed grids than the other two tests due to eye movement and anthropometric differences. The design factors of load backrest extension, lift chain, hose, dashboard, and steering wheel should be the first factors considered to improve visibility, especially when a forklift truck mainly performs a forward traveling task in an open area.     

虚拟仿真技术在叉车视野优化中的应用研究

良好的视野是驾驶员操作叉车时重要安全因素。针对叉车驾驶员的视野仿真及优化 问题,基于视线盒形图方法,利用人机工程仿真软件Jack,以第5 百分位中国成年人人体尺寸构 建了叉车虚拟驾驶员操作模型及连贯的动态行为视野仿真分析。辨识出叉车设计中侧面视野的可 见范围比较好,前方视野、后方视野及装卸高处货物时存在明显的视野缺陷,提出增加车载可视 系统和护顶架优化等改善建议,并进行了优化设计。最后,对优化结果进行验证,减少了视野死 角的问题,为叉车设计提供了一定的参考。     

MSC Adams在双前桥转向机构设计中的应用

本论文对双前桥载货汽车的转向机构进行了全新的设计,在理论计算的基础上利用MSC Adams软件分别对转向梯形和转向摇臂机构进行了运动学仿真,并对其转向特性进行了优化. 随后的道路试验结果表明新设计的转向机构性能符合设计要求.     

四轮转向汽车最优转向控制研究

为了充分发挥四轮转向技术在改善汽车操纵稳定性方面的优势,对汽车转向的理想状态进行分析,构建理想转向模型。依据具有二次型性能指标的最优控制理论,以汽车转向理想模型作为跟踪目标,采用基于状态反馈和前轮前馈的控制策略,对四轮转向汽车后轮转向控制规律进行研究。利用Matlab工具,对所提出的后轮转向最优控制方法进行仿真。仿真结果表明：所设计的后轮转角最优控制器改善汽车转向的瞬态与稳态响应特性,其瞬态响应的超调量减少,稳定时间缩短;侧向滑移的稳态值有所降低,从而提高汽车转向的操纵稳定性。     

自动驾驶4WS车辆路径跟踪最优控制算法仿真

针对自动驾驶车辆高速主动转向工况下传统的控制算法的控制效果容易出现较多的超调量和较长调节时间的问题,提出了基于车辆动力学模型的轨迹预测跟踪主动转向控制算法,并基于轮胎侧偏刚度非线性的特性设计了权系数线性最优二次型(LQR)后轮转角控制算法,通过联合仿真对控制算法效果进行了验证。仿真结果表明:自动驾驶四轮转向车辆在低、高速工况下进行自主换道行驶时,算法控制效果满足汽车操纵稳定性要求,且权系数LQR后轮转向算法比定侧偏刚度的LQR线性控制算法有更优越的操控性能。     

基于阿克曼原理的4WID/4WIS汽车循迹控制研究

针对四轮独立驱动、独立转向汽车循迹控制精度和转向稳定性兼容问题,同时考虑减小轮胎磨损,延长轮胎使用寿命,本文基于阿克曼转向原理和RBF神经网络PID理论,提出了一种自适应的循迹控制方法.首先,设计了基于RBF神经网络PID理论的自适应转向控制器,用于控制前内轮转角,保证循迹精度;其次,后内轮以减小质心侧偏角为目标进行辅助转向,保证转向稳定性;接着,基于阿克曼转向原理,确定外轮转角,保证各轮侧偏力分配合理;最后,采用同一瞬心法,确定各车轮转速,以减小轮胎滑动率.本文搭建了CarSim和MATLAB/Simulink联合仿真平台,进行了仿真实验,结果表明：本文提出的循迹控制方法,不仅能获得较小的循迹偏差和质心侧偏角,保证了足够的循迹控制精度和转向稳定性,同时还减小了轮胎滑动率,有利于减小轮胎的磨耗.     

An interactive visualisation tool applied to the simulation of glass pressing

An interactive numerical simulation approach to the process of glass pressing is presented. Glass is modelled as a strongly viscous Newtonian fluid whose deformation under pressure is described by a Stokes equation. Modelling the evolution of the glass free boundary in time poses a particular problem which is dealt with by a special integration technique. Next, we present how we integrate the numerical simulation with an interactive visualisation and computational steering tool. The resulting application allows for interactive simulation control and result monitoring. The presented software integration technique does not require any changes to the numerical simulation code and can be thus used to couple other similar computational engines with a steering and visualisation front-end. Received: 29 November 1999 / Accepted: 7 June 2001     

横摆力矩和主动前轮转向结合的车辆横向稳定性模糊控制仿真

提出一种基于横摆力矩和主动前轮转向相结合的车辆横向稳定性控制方法,以横摆角速度和侧偏角为控制目标,利用前馈补偿和模糊控制产生横摆力矩和附加的前轮转角,通过控制制动力的分配以及对转向角的修正,使车辆转向行驶时的横摆角速度和侧偏角很好地跟踪参考模型.对转向轮阶跃输入和正弦输入两种工况分别进行了仿真研究,采用横摆力矩和主动前轮转向相结合控制方法,车辆转向时的瞬态及稳态响应优于单独的横摆力矩控制,表明该方法能有效地控制车辆横摆角速度和侧偏角,提高车辆转向时的横向稳定性,同时能有效地减轻驾驶员操纵负担.