近年来,作为非药物治疗颈椎病的有效方法之一,旋提疗法备受关注。针对旋提操作培训效率低和临床教学困难等问题,作者开发了一种旋提操作教学机器人,由头部模型、颈部模拟机构、脊柱模拟机构和控制系统组成,用于模拟病人颈部和脊柱的运动和力学特性。文中详细分析了该机器人的系统结构和工作原理,并通过试验验证了其可行性和有效性。在此基础上,还围绕该机器人进行了用于实践教学的探索,有利于学生开拓视野,培养技能,提高自主学习能力、综合素质和创新意识。

轴承温度实时监控和预测是保障高速列车安全运行的重要手段。GM(1,1)模型具有建模样本量小、计算效率和精度高等优点,适用于轴温的实时预测。但在基于GM(1,1)模型的轴温预测中存在两个问题1.用于建模的轴温监测数据是离散整型,平滑性欠佳,导致预测精度不高;2.由于GM(1,1)模型在本质上是指数函数,具有单调性,导致在轴温升降趋势变化的拐点处预测误差较大。为此,提出一种基于灰色二次回归的轴温实时预测模型首先将采集到的轴温数据进行迭代三次的滑动平均处理,再将GM(1,1)模型和二次多项式进行融合重构,并采用最小二乘法求取重构后模型的参数值。应用该模型对某高速列车的后序5分钟轴温进行实时预测,结果表明在轴温先升后降、先降后升和连续波动的样本中该模型比GM(1,1)模型的预测误差分布更集中且数值更小;在不同通道类型的连续波动样本中,......

风力发电机集中自动润滑系统无法远程动态调整润滑参数的不足,因此,给人们针对润滑参数的调整造成了不便,风力发电机的润滑常常出现过润滑或欠润滑状态。为实现风力发电机的精准润滑,设计了一套远程监控系统。Arduino单片机作为底层控制器,GPRS无线终端作为数据传输单元,配置了Apache的云服务器作为Web服务器。基于HTML5和PHP语言开发了远程监控交互系统,在后端程序中引用BP神经网络算法,实现了润滑参数的动态调整功能。实验表明该远程监控系统稳定可靠,实时性好,具有一定的实用价值。

为了提高立轴冲击式破碎机转子对物料颗粒的破碎效率,采用离散元软件EDEM中的Bonding模型建立了物料破碎效果的仿真模型并提出了采用离散元仿真、正交试验和回归分析相结合的方法对转子结构参数进行优化。首先,在EDEM中建立立轴冲击式破碎机转子关键结构参数对物料破碎效果影响的仿真模型并通过反演法验证仿真模型的可靠性,然后设计正交试验方案并进行仿真试验,通过MATLAB软件对全部试验结果进行回归分析,建立以粘结键断裂数量为衡量指标的物料破碎效果与转子结构参数的关系模型,最后利用该模型对转子的结构参数进行优化,得出当转子直径为900mm、分料锥倾角为23°、导料板安装角度为37°、反击板安装角度为30°时对物料破碎效果最好,为立轴冲击式破碎机转子结构的改进设计提供了理论依据。

为减轻老年人如厕过程中生理和心理负担,根据机械原理,结合人机工程学,设计了一款多功能坐便椅。该坐便椅主要由上下身机构、变胞机构、腋下机构、脚踏机构和腋下-脚踏联动机构5个部分构成。上下身机构由电动推杆、平行四边形连杆机构等组成,辅助老人坐下如厕和起身。利用电动推杆可双向作动的特点,通过约束其自由度的变化,构成变胞机构,实现脚踏板和座板先后顺序工作的功能。腋下机构由死点机构、腋下支撑组成,可减轻老人克服自身重力的负担。脚踏机构由脚踏板、脚踏靠板和滑轨组成,可抬高老人的下肢,便于老年人如厕。腋下-脚踏联动机构通过采用柔性连接,巧妙实现联动,使坐便椅结构更加简单。

刮板输送机中部槽的磨损类型的主要是磨粒磨损,ML-100改进型磨粒磨损试验机用于模拟中部槽的磨损机理,以"刮板试样-煤料-中板试样"模拟"刮板-煤料-中板"所形成的磨粒磨损,实现对中部槽磨损规律的研究。应用UG软件建立磨料磨损试验机的三维几何模型,导入到离散元EDEM中进行磨损仿真分析。从煤料自身物理特性和不同的工况条件两方面对中部槽进行了磨损仿真研究,分析煤料运动状态并通过磨损部位验证了磨损模型的正确性。研究结果表明在研究范围内,中板试样的平均磨损深度随着泊松比、剪切模量、密度、硬度、线速度、粒度的增大而增大。研究结果可为刮板输送机中部槽适用条件的选择提供理论依据。

针对现有的工业机器人编程方式在单件小批量加工应用中的局限性,提出了一种面向工业机器人离线示教编程的并联测量平台。借助于测量平台的六自由度并联机构运动学正解算法,通过操作测量手柄手动获取工件上待加工轨迹点的位姿,并利用测量平台到工业机器人的坐标转换关系得到控制机器人运动所需的位姿数据。然后通过TCP/IP通信协议将加工轨迹点的位姿数据实时地发送至上位机进行机器人加工运动的仿真。最后通过实验验证了借助并联测量平台进行机器人离线示教编程的可行性。

以某2 MW风电机组为研究对象,利用模型线性化方法,基于Bladed和ANSYS平台对不同塔架结构参数和地基刚度下塔架固有频率及振型开展研究,通过对不同微观气象条件下不同固有频率塔架进行时域和频域载荷响应分析,获得了微观气象条件对塔架载荷响应的扰动规律。实际风场可根据风资源情况对塔架进行控制加阻以降低环境载荷对塔架的不利影响,具有一定的现实意义。

针对混凝土这种典型的宾汉流体,建立流体的本构方程,以有限元为基础,应用计算流体力学技术,通过ANSYS软件中的流体分析模块,采用正交实验设计方法,对不同结构参数下的水泥3D打印喷头装置内部的流体流动情况进行数值模拟仿真,深入分析流体在水泥3D打印喷头内部的流动情况,找出螺槽深度、螺槽宽度以及螺纹上的开口对水泥3D打印喷头搅拌特性以及打印效率的影响关系,为水泥3D打印喷头结构的进一步优化提供可视化的验证方法和指导依据。结果表明,采用螺槽深7mm,螺槽宽35mm,并且在螺纹上开楔形口的螺杆结构使喷头具有较好的搅拌性能和较高的工作效率。

针对传统抗眩晕训练手段无法模拟复杂海况的问题,设计了一种2UPS-1PU并联机构,其可实现垂荡、横摇和纵摇3个方向复合运动。基于人工蜂群算法,以灵巧度为指标,对该机构的结构参数进行了优化。首先对该机构的结构进行描述,并采用封闭解法求取该机构的位置反解和速度雅可比矩阵;然后证明了该机构线速度是各向同性的,为衡量角速度的灵巧度,提出了一种离散型全姿态空间条件数的评价指标,并在此基础上建立优化数学模型;最后利用人工蜂群算法对该模型进行了优化计算。计算结果表明相对于常规设计,优化后2UPS-1PU并联机构的灵巧度得到了显著提升,证明了人工蜂群算法的有效性。