旋转式自动印花机升降机构设计

介绍了全自动旋转式自动印花机升降机构的设计过程,在明确印花机升降部件的动作要求及升降方式的基础上,确定了机构方案,以及具体的动作过程.在结构设计结束后,根据结构尺寸及运动学原理计算气缸负载,确定气缸参数.实际应用证明该方案结构紧凑、成本低、效率高.     

仿人型爬杆机器人的设计

仿人型爬杆机器人的设计,通过模仿人爬树的动作,即用双手和双脚分别夹放树干,配合身体伸缩实现上下爬行,从而实现爬杆机器人的蠕动式爬升。由于蜗轮蜗杆承载能力强并且具有很好的自锁能力,在需要具有很强自锁能力的机械中,蜗轮蜗杆机构被广泛应用。爬升部分采用电机正反转驱动蜗杆带动蜗轮旋转,通过带动四杆机构的摆动,实现爬升的动作,并对爬升过程中的杆进行了受力的分析,确定了其爬升的必要条件。     

床椅一体化护理床抬背机构运动分析与滑移补偿

针对智能多功能护理床对舒适性和实用性的需求,设计开发了一种新型床椅一体化多功能护理床。为简化机构、避免抬背机构与床椅机构的干涉,采用转角电机取代了传统的电动推杆。通过人机工程仿真软件对抬背机构进行模拟运动分析,确定了抬背机构转角电机的转矩变化规律以及抬背动作时人体背部相对抬背机构的滑移量,探讨分析了滑移量的3种补偿方案。制作了实验样机对方案的可行性进行了验证。     

一种电缆收放机构设计与实现

针对吊箱式水文缆道在吊箱升降过程中,高空输电索与吊箱之间的供电电缆无法规则收放而在空中随意扭曲缠绕的难题,研究设计了一种以旋转及导向机构为核心电缆收放机构。该机构以电缆拉力、悬吊索拉力、自身重力的合力为动力源,将旋转机构沿导轨的直线运动转换为电缆卷筒的旋转运动,从而实现电缆跟随吊箱升降同步收放。通过对电缆收放机构设计原理详细分析给出了机构总体设计方案,并阐述了旋转机构和导向机构的设计方案以及详细工作过程,最后给出一些重要参数的确定过程。     

采用耦合机构驱动的压电电机的研究进展

给出了压电电机的定义，按驱动方式对压电电机进行了分类；介绍了耦合机构驱动的概念及从蠕动驱动到楔蠕动驱动再到离合器驱动的发展过程，指出离合器驱动方式与传统的摩擦驱动方式相比，优点在于消除了摩擦损耗和易于进行精确的位置控制等；介绍了两种采用离合器耦合驱动的压电旋转型电机；分析了电机在研制过程中的技术难点在于消除或减小离合器回程间隙及位移放大机构等，指出耦合机构驱动的旋转型压电电机是今后压电电机发展的一个重要方向。     

香蕉采摘机械手结构设计及样机试验

在对香蕉农艺特性及收获特性分析的基础上,遵循机构设计与仿生学原理,提出了一种模拟人工采摘动作的香蕉采摘机械手机构方案,将香蕉采摘机械手分为旋转、升降和平移3部分,对各部分的功能、结构和几何尺度进行了详细的分析.遵循结构设计方案,搭建了香蕉采摘机械手物理样机,用物理样机进行了实验室采摘试验,验证了机构空间可达性和采摘过程的稳定性和有效性.     

关于机械手臂夹持开合机构的优化设计

随着半导体行业的发展，全自动湿制程清洗设备面临更新换代。在迭代过程中存在不同规格晶舟共用机械手臂的情况，这对机械手臂夹持机构提出了更高的适应性需求。鉴于此，对机械手臂夹持机构进行了优化设计，采用电动滑台驱动引导块，利用引导沟槽将直线行程转化为摇臂旋转，配合PLC及光电传感器对电动滑台的行程进行控制，实现末端夹持机构对不同规格晶舟夹持的自动适应性切换，解决了电机驱动方案夹持不对称及气缸驱动方案开合度单一的问题。通过建立夹持开合机构的优化模型，进行实验验证分析，确定了设计理论的有效性及准确性，为持续性优化提供了参考。     

基于ANSYS Workbench自控飞机回转机构驱动功率的计算及电机选型

介绍了自控飞机回转机构各阻力的计算方法,给出了一些参数和计算公式的确定方法,并通过实例进行计算,完成自控飞机回转机构驱动功率的计算及电机选型,并对起动时间进行了校核计算。进一步通过ANSYS Workbench对自控飞机起动运行过程进行了仿真模拟,驱动角速度与理论结果比较,表明计算结果的可靠性和正确性,为旋转类游乐设施电机的选型计算提供依据。     

颈椎治疗仪按摩机构设计及关键部件分析

为了满足颈椎按摩仪仿按摩师操作的推、揉、挤、压滚的动作效果,确定了按摩手轮结合偏心轮的组合式结构方案。基于NX软件设计了按摩机构的各部分结构,进行了虚拟样机设计,并对传动花键轴和偏心手轮支撑轴进行了有限元分析。根据动作要求,采用花键轴带动偏心轮旋转,实现抬起和回墩动作,同时带动橡胶按摩手轮跟随者偏心轮的旋转,呈对向同步8字曲线的轨迹运行,完成按摩动作。有限元分析结构表明,花键轴和偏心轮支撑轴采用45钢满足刚度和强度要求。     

双轨道全自动液压打捆机拧丝系统的研究

拧丝机构是液压打捆机的核心部件,它以液压油为动力,PLC控制实现拧丝头的动作。原地旋转的拧丝机构在使用过程中,经常出现拧断盘条的现象。为克服此缺陷,设计出了边旋转边前进的拧丝机构,这样打出的瓣结要比原地旋转打出的瓣结牢固可靠,强度高,不易散捆。需计算出完成两个动作的理论数据,一个是通过拧丝缸旋转的圈数和前进的距离求出螺旋传动的各个参数。另一个是通过盘条的强度以及拧丝缸芯轴动作时产生的摩擦力,来求出所需的扭矩,进而计算出所马达选型的基本参数,确定马达的型号。     

新型直驱四轴数控机床电机驱动力优化研究

基于模块化设计技术,研究了一种完全由直线电机驱动的新型四轴联动数控机床,并介绍了其基本结构型式。以该机床并联主轴模块为研究对象,基于虚功原理,并结合其运动学特性,建立了该主轴机构的刚体动力学模型。以此,提出了机床配重质量配比优化方法,对单边并联双直线电机驱动力进行了优化。结果表明：在相同运动规划条件下,该方法可显著降低电机负载功率,有效提升数控机床的动态性能。     

轮毂打磨5-DOF机械臂动力学建模与驱动参数预估

提出了一种基于2-UPS+UPU机构的5-DOF机械臂,建立了机械臂的手腕运动状态与其关节驱动参数之间的传递方程显式表达式,从而得到机械臂的伺服电机驱动参数峰值预估模型,计算出各伺服电机中的驱动转速最大理论值为25.1r/s,驱动力矩最大理论值为6.2N*m。以一组具体的结构参数作为算例,计算出伺服电机中的驱动转速最大值为18.7r/s,驱动力矩最大值为4.73N*m,算例伺服电机选型的预估功率为700W,证明了伺服电机峰值驱动参数预估模型的合理性。     

Principle and experimental verification of novel dual driving face rotary ultrasonic motor

Existing rotary ultrasonic motors operating in extreme environments cannot meet the requirements of good environmental adaptability and compact structure at same time,and existing ultrasonic motors with Langevin transducers show better environmental adaptability,but size of these motors are usually big due to the radial arrangement of the Langevin transducers.A novel dual driving face rotary ultrasonic motor is proposed,and its working principle is experimentally verified.The working principle of the novel ultrasonic motor is firstly proposed.The 5th in-plane flexural vibration travelling wave,excited by the Langevin transducers around the stator ring,is used to drive the rotors.Then the finite element method is used in the determination of dimensions of the prototype motor,and the confirmation of its working principle.After that,a laser Doppler vibrometer system is used for measuring the resonance frequency and vibration amplitude of the stator.At last,output characteristics of the prototype motor are measured,environmental adaptability is tested and performance for driving a metal ball is also investigated.At room temperature and 200 V(zero to peak) driving voltage,the motor’s no-load speed is 80 r/min,the stalling torque is 0.35 N·m and the maximum output power is 0.85 W.The response time of this motor is 0.96 ms at the room temperature,and it decreases or increases little in cold environment.A metal ball driven by the motor can rotate at 210 r/min with the driving voltage 300 V(zero to peak).Results indicate that the prototype motor has a large output torque and good environmental adaptability.A rotary ultrasonic motor owning compact structure and good environmental adaptability is proposed,and lays the foundations of ultrasonic motors’ applications in extreme environments.     

差动往复式微型电火花加工装置的研究

针对电火花加工技术的特点及超声波电动机驱动技术的特性,研制了基于线性步进式超声波电动机的差动往复式微型电火花加工装置,分析了该装置的工作原理,提出了电极差动往复式移动的驱动控制方法,实现了电极的差动往复式进给.该装置的外形尺寸为45mm×20mm×40mm.试验结果表明,该装置适合小孔电火花加工.     

MECHANISM DESIGN AND MOTION ANALYSIS OF A SPHERICAL MOBILE ROBOT

A new spherical mobile robot BHQ-1 is designed. The spherical robot is driven by two internally mounted motors that induce the ball to move straight and turn around on a flat surface. A dynamic model of the robot is developed with Lagrange method and factors affecting the driving torque of two motors are analyzed. The relationship between the turning radius of the robot and the length of two links is discussed in order to optimize its mechanism design. Simulation and experimental results demonstrate the good controllability and motion performance of BHQ-1.     

双重驱动 2-DOF平面并联机器人系统的研究

研制了一种新颖的高速高精度柔性机器人机构。采用高速精密直线电机驱动2-DOF平面并联压电智能杆机构,针对柔性机器人机构的振动问题,以直线伺服电机作为机器人的主驱动源实现高速精密点位控制并采用脉冲整形技术减小末端残余振动,以压电陶瓷作为从驱动源采用闭环反馈控制策略抑制末端残余振动。实验研究和测试结果表明:机器人系统的最大加速度为2 g,稳定时间小于150 ms,重复定位精度小于±5 μm,实现了高速高精度的点位控制。     

一种自均力冗余驱动接口模块

提出一种自均力冗余驱动接口模块，解决重载驱动中单驱动源所需功率过大、机械传动系统寿命过低的问题。该冗余驱动接口模块刚度好，且其中各驱动单元间的力均衡误差小，可避免使用成本高、算法复杂的力反馈控制技术。此外，驱动接口模块中均力杆受力小，因而均力机构轻巧。     

旋转行波超声电机性能提升技术进展

为推动旋转行波超声电机的发展及其在精密驱动领域的应用,综述了其性能提升技术研究进展并分析了现阶段尚且存在的技术问题。首先,从定子行波的合成、质点椭圆运动轨迹、接触界面的摩擦驱动等方面论述了传统旋转行波超声电机的运行机理。然后,从结构优化和新材料应用角度综述了旋转行波超声电机的发展及其局限性;从温升控制角度阐释了温度变化对超声电机性能的影响并介绍了现有解决方案;论述了变预压力对谐振频率漂移的耦合影响,并指出了目前研究存在的不足;从双行波驱动角度分析了超声电机发展过程中的重大突破,概况了其研究历程及可行的发展方向。最后,归纳了旋转行波超声电机亟待解决的技术难题,并建议了解决方案。     

基于超声电机的变弯度翼的驱动与集成

提出了一种分布式超声电机驱动的小型变弯度翼。分别对机翼的变形驱动方案和流场分布规律进行了仿真分析,研究了变弯度翼的变形驱动机构、高弹性伸缩蒙皮、分布式超声电机的协调控制等关键技术,并实现了小型变弯度翼的系统集成。风洞实验数据表明,分布式超声电机驱动的变弯度翼能够实现机翼在低速飞行状态下外形的智能变形驱动与控制,从而可以有效改善机翼的升阻气动特性。笔者研究的成功展开为压电精密驱动技术应用于流动控制探索了一条可行的技术途径。