[BIM模型与智能设计]一种新型铁路轨道检测小车的设计与分析

针对目前轨道手工检测效率低下、检测项目单一和高速轨道检测小车普及率不高的现状,为适应光学视觉检测需要,设计了一种可折叠的轻量化半T形检测小车,以同时满足激光检测和三维结构光检测的需求。为解决普遍存在的轨道检测小车车架与钢轨纵向难以保证垂直的问题,设计了柔性侧压机构,使车架不发生偏移。应用D-H法构建运动学模型,求解机构末端侧压轮的正运动学问题,论证了柔性侧压机构的侧压轮能紧贴钢轨内侧面以适应各种轨道的轨距变化。为小车建立力学分析模型,确保小车在静态下不会侧翻、脱轨,验证了机构设计的合理性。制造了物理样机,并进行了现场试验。结果表明,检测小车运行时垂直度好、自调节能力强,满足检测要求。     

一种轨道三维检测平台的设计分析与仿真

针对传统人工轨道检测方法工作强度大、检测效率低、成本高的缺点,利用三维数字化检测技术,设计了一种基于结构光技术的轨道检测平台,能够简单快捷地测量多个轨道相关参数。采用空间解析几何法对结构设计的合理性进行验算分析。对平台进行了力学平衡性分析,并给出了外推力的有效值。使用Creo Parametric 2.0软件建立了整体机构的三维模型,并将模型导入到虚拟样机仿真软件ADAMS中,对模型进行动力学仿真分析,给出了平台在不同外力作用下的受力情况,验证了计算分析的正确性。     

一种新型铁路轨道检测小车的设计与分析

针对目前轨道手工检测效率低下、检测项目单一和高速轨道检测小车普及率不高的现状,为适应光学视觉检测需要,设计了一种可折叠的轻量化半T形检测小车,以同时满足激光检测和三维结构光检测的需求。为解决普遍存在的轨道检测小车车架与钢轨纵向难以保证垂直的问题,设计了柔性侧压机构,使车架不发生偏移。应用D-H法构建运动学模型,求解机构末端侧压轮的正运动学问题,论证了柔性侧压机构的侧压轮能紧贴钢轨内侧面以适应各种轨道的轨距变化。为小车建立力学分析模型,确保小车在静态下不会侧翻、脱轨,验证了机构设计的合理性。制造了物理样机,并进行了现场试验。结果表明,检测小车运行时垂直度好、自调节能力强,满足检测要求。     

四自由度混联运动平台的分析与仿真

针对串联机构构造复杂,并联机构控制复杂,设计了一种串并联结合的四自由度汽车驾驶模拟器。对平台进行了静力分析,以便对平台进行优化设计。采用高等机构学中的D-H坐标变换法,对机构的空间位置进行了正逆解计算及分析。利用Inventor建立了机构的三维模型,并进行了机构的运动仿真。将Inventor模型导入Adams中得到平台虚拟样机,利用ADAMS软件对平台进行运动分析和仿真,验证了平台的可行性和运动方程的正确性。利用虚拟仿真所获得的数据为机构的优化和控制提供了有效的依据。     

用于隧道图像快速采集的多轴调节平台设计与分析

针对隧道快速检测系统研发中存在的关键技术问题,提出了一种应用多轴调节平台解决图像采集质量的技术方案。面向实际需求制定了多轴调节平台的机型综合原则,设计了一种新型三自由度并联机构,在分析机构运动特征的基础上建立并定义了机构的输入—输出映射关系及工作空间约束条件。最后对试验样机进行硬件选型及伺服控制方案设计,开展样机试验以测试和验证模型,并给出了多轴调节平台的转角—位移工作空间。将并联机构应用于机器视觉领域,研究成果为研发隧道快速检测系统提供了一种新方法和新思路。     

一种新型汽车驾驶模拟平台的运动分析与仿真

针对并联驾驶模拟平台成本高、控制复杂等缺点,设计了一种基于串联机构的新型三自由度汽车驾驶模拟平台。用D-H法建立了平台的运动学模型,完成了平台运动学正逆解的计算与分析。用Inventor软件建立平台的三维模型,导入ADAMS软件获得平台的虚拟样机。对平台虚拟样机进行运动学仿真,验证了运动方程的正确性和平台的可行性。利用ADAMS软件和Matlab软件联合仿真,清晰直观地展现了座椅质心工作空间的边界。获得的仿真数据为后续物理样机的结构设计、运动控制提供了可靠依据。     

一种新型液压驱动式提升装置的设计

设计了一种新型液压驱动式提升装置,该装置集液压千斤顶与杠杆机构工作原理于一体,克服各自的弊端后将二者功能合二为一.提升装置主要有三大功能:能在狭小空间内实现顺时针提升负载;能逆时针扳撬重物;可实现垂直高度的二级自适应调节.该文主要从支架结构、杠杆机构设计、千斤顶位置安放、螺杆升降机构、驱动方式、负载计算、机构动态仿真等七个方面进行设计分析.文末为一实物研制样机,经测试各项参数与设计要求相符.     

3-PRS并联机构运动分析及仿真

介绍了一种3-PRS空间并联机构,在用螺旋理论对该机构进行运动分析的基础上,用UG构建了该机构虚拟样机并导入ADAMS软件对其进行运动学仿真,利用ADAMS强大的运动仿真、函数、测量及后处理功能,验证了该并联机构是一个全对称的空间三自由度并联机构,动平台可以实现绕X轴、Y轴方向的转动及沿Z向的平动,与螺旋理论运动分析结果完全一致,为将来的原型样机设计、控制等研究工作提供了相关的参考依据。     

基于2TIR机构串并联机器人位置分析及仿真

根据串联机构和并联机构的特点,设计了一种串并联机器人新机型。通过对该机器人机构运动特征分析,求出了其位置正反解析解,并将用PRO/E建立的虚拟样机导入到ADAMS软件中进行了位置的动态仿真,验证了理论分析的正确性。该机器人动平台具有三个平移和一个转动自由度,与具有同样运动特性的并联机构相比,该机器人机构的工作空间大,转动自由度运转灵活。同时,该机器人机构的运动学正反解求解容易,便于实现实时控制。该机器人机构可应用于工业机器人、中医推拿机器人等领域。     

基于无人机平台的风电叶片表面在线检测系统结构设计

设计了一种基于无人机平台的叶片在线检测系统。该系统由四旋翼无人机、损伤检测仪器和检测设备的空间位置调节装置等构成。设计了一种微型移动平台，用精密丝杠带动损伤检测设备在水平-垂直两自由度方向调节空间位姿；设计了红外检测机构，用小型旋转电机调节红外检测设备的正视角度方向，有效扩大了红外检测范围。经验证，该叶片在线检测系统对于提高叶片检测设备的稳定性和提高检测图像的清晰度是可行的。