针对传统烟草包装机推烟包机构存在的故障率高、传送速度慢等问题,引入动力学仿真技术对烟草包装机推烟包机构进行优化设计。依据烟草包装机推烟包机构的组成和工作原理,分析推烟包机构的故障原因及受力情况,并对其内部滑块进行受力分析;根据推烟包机构的功能要求,确定推烟包机构的运动要求;根据分析结果确定机构优化思路,采用动力学仿真技术对滑块、导轨、连接装置和润滑装置进行优化设计。实验结果表明,用该方法优化的烟草包装机推烟包机构能够有效降低烟草包装机推烟包机构的故障率,提高烟草包装机的传送速度,进而提高烟草包装机的工作效率。

近年来中风患者日益增多,针对中风患者上肢康复训练等问题,提出了一种新型的上肢康复机器人,建立了该康复机器人的运动学反解方程,对"8"字形",0"字形",1"字形等典型康复轨迹进行了仿真与实验研究。首先建立运动曲线,并利用MATLAB编程生成轨迹曲线,其次在ADAMS环境中建立机构的虚拟样机,通过仿真可以看出速度和加速度平滑连接,没有突变现象,最后通过实验证明了机构的合理性以及运动学反解的正确性。该研究对后续的动力学以及控制系统的设计奠定了基础。

建立含齿侧间隙、时变啮合刚度、制造误差和安装误差的2K-H行星轮系及复合行星轮系非线性动力学模型后,采取模块化和参数化设计思想,基于C#语言,运用MATLAB动态链接库技术,开发了一套行星轮系动力学特性仿真系统。系统具有良好的人机交互性和可扩展性,集成了2K-H行星轮系及复合行星轮系动力学建模、求解和后处理分析等功能。可通过时间历程曲线、相轨线、Poincare截面等分析方法研究各种不同工况下行星轮系的非线性动态特性;通过各类构件参数对均载特性的影响分析寻求最佳均载性能参数配置。仿真过程操作简便,降低了求解难度,极大地提升了轮系动力学特性分析效率,能够快速准确地为优化行星齿轮传动系统动态特性和均载特性提供理论参考。

以线束自动化加工过程中线束接插件变形情况为研究对象,提出了一种用于线束接插件这种类型薄壁异形件的自动化夹具的优化方法。使用有限元分析方法对线束接插件的夹紧过程进行有限元静力学分析和动力学分析,研究尼龙材质的接插件的塑性变形情况。以线束接插件不发生塑性变形为目标,通过静力学分析得出接插件在夹紧状态下能承受的最大静载荷为250N;通过动力学分析得出夹紧过程中夹具允许使用的最大冲击速度99mm/s,从而确定夹具中气缸允许使用的最大缸径为23mm和气缸使用速度的选择范围。然后对自动化夹具进行优化设计,气缸缸径选择为16mm,气缸使用速度为50mm/s,并且制造出物理样机,设计实验来验证优化设计的可行性。实验表明,基于此方法对自动化夹具进行优化,可以将原加工中0.2mm的变形量降低到0.1mm以下,达到企业对线束产品的质量要求。......

为了提高当前商品化三维CAD系统拆装动画的生成效率,改善拆装动画的效果,提出了一种基于爆炸图的拆装动画制作方法。该方法首先基于可拆即可装思想,规划装配单元的拆装顺序,然后基于微位移和碰撞检测完成爆炸图的生成,根据各装配单元在装配状态和爆炸状态下的位姿矩阵,生成拆装动画轨迹,最后通过视点变换矩阵调整视点相对于装配单元的位置。基于CATIA开发了拆装动画制作工具,并以某设备为例,验证了方法的有效性。

以漂浮基柔性关节空间机械臂为研究对象,在空间机械臂系统模型参数未知且存在外部干扰的情况下,结合系统动量守恒和拉格朗日方程建立了系统动力学方程,利用奇异摄动理论将系统分解为快变子系统和慢变子系统。设计了一种利用改进遗传算法(GA)优化神经网络权值的径向基函数神经网络自适应控制器,通过李雅普诺夫稳定性分析和MATLAB数值仿真分析,证实了所设计的控制器能够确保控制系统在更短的时间内达到稳定,并能够同时保证漂浮基柔性关节空间机械臂关节角和关节角速度均获得高精度的轨迹跟踪。

针对空间转位机械臂在太空舱转位对接过程中受到的超大转动惯量,提出了一种全物理的仿真模拟方法。该方法主要是由模拟太空舱的质量块,转位机械臂实物,安装机械臂的基座,使质量块和机械臂连接的中间连接梁,让质量块持续跟随机械臂进行转动的跟随机构以及为整个全物理实验提供微重力环境的气浮机构组成。实验在气浮提供的微重力环境下进行,机械臂在其肩关节和腕关节驱动下进行转动,通过带动中间连接梁从而带动质量块跟随其转动,这就模拟出机械臂在太空转位时所受转动惯量。为了验证全物理方法的有效性对该方法建立了模型,并对模型进行动力学建模,获得各个关节处所受的力,进一步通过这些数据对模型进行受力分析,结果表明全物理实验方法具有可行性同时机械臂也满足设计要求。

针对当前商品化三维CAD系统自动爆炸功能存在爆炸不完全、位置不合理、不能再次调整等问题,提出了一种基于微位移和碰撞检测的分层自动爆炸方法。该方法首先根据装配约束情况确定一个优化的试爆炸顺序,并将模型分为多个试爆炸层,然后针对每一层的零部件,通过基于微位移和碰撞检测的方法来确定爆炸方向,最后基于包围盒计算爆炸距离,完成模型的自动爆炸。基于CATIA开发了自动爆炸图制作工具,以某减速器装配体为例,验证了该方法的有效性。

在我国高速动车组迅速发展的背景下,针对传统动车组检修培训成本高、效率低、周期长等问题,提出了虚拟检修视点模拟方法和改进的漫游碰撞检测算法模拟动车组检视检修,采用关键帧插值方法模拟检修拆装过程,开发和实现了基于虚拟现实技术的动车组虚拟检修培训系统。系统测试结果表明系统设计的可行性,能够满足检修人员在虚拟检修环境中目测和拆装仿真的要求,使虚拟检修仿真效果更加逼真,为提高动车组检修技术培训效率提供有效工具。

对变截面柔性板机构的输入输出关系进行了理论分析,得出了一定受力条件下柔性板机构的输出位移。通过有限元仿真分析得出了输出位移,并进行了相应的实验验证,结果表明理论计算结果与仿真结果误差为1.4%,与实验结果的误差为7.5%,证明理论计算方法是有效的。运用理论计算方法分析了柔性板机构的切割半径、最小厚度、曲柄长度、宽度等关键参数对其输出位移的影响,为后续柔性板机构关键参数的优化设计提供了指导,为研究运动范围更大的柔性板机构提供了技术支撑。