随着医疗和健康管理的发展,便携式、植入式医用微型电子设备应用越来越广泛。然而,难以持续的供能问题是制约其快速发展的重要因素。为解决传统的供能弊端,医用压电自供能研究得到了学者的广泛重视。通过压电俘能器可将转化人体动能(包括自主和非自主运动)为电能,为可穿戴、植入式医用电子设备供电。鉴于此,对压电俘能技术在医疗领域中的研究现状和发展趋势进行了总结分析。为促进自供能便携式和植入式医用设备的发展,高性能柔性压电材料、低频重载荷俘能器、低频微型俘能器和稳定高效电路系统的研究是今后的主要发展方向。

提出了一种基于经验小波变换针对非线性、非平稳混合信号的单通道盲源分离方法,并应用于机械设备故障诊断中。该方法拟采用EMD-SVD-BIC估计源数,以确定经验小波变换中频谱分割边界的个数N,再将经验小波变换用于单通道盲源分离,从而进行欠定条件下多故障的分离与诊断。利用该方法对仿真信号和单通道轴承振动信号进行了分析,结果表明,该方法能够有效地将不同故障的源信号分离出来,并准确提取出机械的故障特征。

钛合金热冲压成形件越来越多地用来制造汽车零部件、航空航天器材等,但高温冲压成形下模具钢与钛合金之间的摩擦润滑问题仍困扰着工程师。以石墨、氮化硼粉末为固体润滑剂,在700℃高温下对钛合金TC4进行了冲压成形实验,结合干摩擦和润滑条件下的成形件表面宏微观形貌的对比分析,对热冲压界面粉末润滑机制进行了研究。结果表明使用这两种润滑剂均可以效地提高TC4合金成形件表面质量,冲压实验后润滑剂在钛合金试件表面呈现离散或均匀分布;六方氮化硼润滑下成形件表面粗糙度最小,相对平整光滑,其高温润滑性能比石墨更好;粉末润滑层受到模具的挤压产生滑移,润滑膜呈现延展的状态,更好地保护成形件表面。

根据船用核动力装置二回路系统典型设计方案,利用MATLAB软件建立了二回路汽轮机、冷凝器、给水泵及预热器等主要部件的物理模型。通过对二回路主要性能参数进行分析,完成了简单朗肯循环和带抽气的朗肯循环的效率计算,并通过性能分析得到了系统参数的优化方向。

随着工业智能化的发展,机器视觉作为可替代人眼的一种新型检测技术受到越来越多人的关注。在生产制造业,传统的人工检测方式存在生产效率低、人工检测误差大、检测后无数据存储等缺点,而智能化机器视觉检测技术具有实时性、非接触性、高精度、高效率、使用寿命长等优点,有着非常广泛的应用前景。这里介绍了机器视觉的基本结构、工作原理,分析了机器视觉在当代生活中的现状,并对其未来的发展趋势给予了一些建设性的假想。

在传统的牛舍等大型牲畜圈舍中饲喂牲畜时,通常采用人工方式或机械臂将饲料推送至围栏附近,这种饲喂方式效率较低,且需要实时、不分昼夜的进行牧草推送,劳动强度大、成本高。现设计一款能够自动行走、推料的机器人,该机器人以PLC为控制核心,采用磁引导的导航方式来确定机器人行走路线,利用自适应PID控制策略来完成行走时的纠编,通过HMI可设置推料路径、推送频率和送料类型,并实时检测推料阻力和输出推力,解决了用工多、工作劳动强度大、夜间无法及时推料的缺陷,实现了推料过程中的全自动化和智能化。

普通谐波齿轮传动需电机和波发生器输入并传递动力,存在惯性大、高速响应差等问题,提出一种由超磁致伸缩材料驱动的有源谐波电机。通过建立等效磁路分析了不同结构下致动器的磁场特性,提出了一种漏磁低、空间利用率高的圆片状全封闭的磁路布局。建立了偏置磁场和驱动磁场强度的数学模型,提出了永磁和线圈的结构、尺寸等参数的设计理论和方法,并结合详实的参数实现致动器磁路设计。利用ANSYS有限元工具对偏置和驱动磁场特性仿真分析,并采用特斯拉计测量了线圈和超磁致伸缩材料棒的磁感应强度。实测结果与理论值及仿真值均较吻合,证明了仿真分析的准确性和磁场设计的合理性,为后续研究奠定了基础。

直升机在降落时对甲板的冲击轮印载荷受轮胎刚度、降落速度以及降落位置等多方面因素影响。降落过程涉及航空轮胎材料超弹性,碰撞冲击接触非线性及接触过程大变形带来的几何非线性,建立某轮胎三维非线性有限元模型,基于ABAQUS对飞机轮胎接地压力试验进行碰撞模拟,对比验证了轮胎模型的合理性以及求解方法的正确性;通过仿真计算,获得了不同降落速度与降落位置组合下工况直升机轮胎对甲板的动态冲击载荷,以及直升机甲板结构响应,并提出等效静态冲击载荷及动力放大系数概念,讨论了降落速度与降落位置的影响,研究结论可为直升机甲板设计载荷计算以及直升机甲板结构设计提供一定参考。

以6R偏置腕关节摄影机器人为研究对象,采用D-H改进法建立运动学模型。进行了正运动学以及逆运动学求解,重点介绍逆解的计算过程。为了缩短逆运动学求解的时间,进一步将求解算法进行优化。采用MATLAB软件编写程序验证逆运动学求解的正确性。最后通过仿真实验表明运动学逆解能够使各个关节变化连续光滑,从而为摄影机器人的控制以及轨迹规划提供重要依据。

利用机器视觉来实现零件尺寸的测量因其操作方便,节省人力,越来越受到学者的重视。利用结构光来实现轴类零件的测量时,需要预先知道回转轴线在相机坐标系的位置。首先回顾分析了目前提出的转轴标定算法,讨论了以往的标定方案的可取和不可取之处,然后在前人基础上提出了一种新的解决方法。首先通过夹具将标定板固定在三爪卡盘上,使标定板相对三爪卡盘空间位置固定,然后旋转三爪卡盘从而得到一系列标定板图像。因为标定板和轴心有确定的几何关系,通过这一系列标定板平面上的特征点通过最小二乘法即可演算出轴心位置。在所提方法的基础上进行了实验,结果表明提出方法准确且具有一定应用价值。