介绍一种适用于光学实验的可减压低温恒温器的结构设计方法.与其他适用于光学实验的低温恒温器的结构比较,本结构具有以下优点:无震动、辅助设备少、变温迅速、控温稳定;低温恒温器可以达到58K,温度在58K～77K范围内可以适度调节,光学试样、光的反射角在允许值范围内可旋转调节.

为满足市场对锂离子动力电池自动套管设备高生产效率的要求,采用多工序并行工作原理,设计出结构合理的自动上料系统、胶管放料输送系统、垫片成形及输送系统、转位机构、校正机构、胶管热收缩系统和自动下料系统,实现将多个电池同时进行上料、输送、套胶管、加工垫片成形、加装垫片、热缩收口胶管、输出锂电池成品等全自动连线生产。可将设备的生产速度由原来的每分钟60个提升到每分钟120个,从而实现锂电池套管的全自动、高速、安全生产。

为克服现有陶瓷打印机不能连续进料的缺点以及整机质量较重、精度和稳定性不足等弊端,基于Delta结构设计出一款陶瓷打印机,并对机体位置正逆解、速度和加速度进行分析,建立位置正逆解和速度、加速度方程,将三维模型导入ADAMS软件,结合具体算例进行仿真分析.结果表明仿真结果与数学模型一致,打印终端在X、Y、Z 3个方向上的最大速度分别为31、18、38 mm/s,在X、Y、Z 3个方向上的最大加速度分别为30、45、45 mm/s2,验证了位置正逆解和速度、加速度数学模型的正确性,优化了陶瓷打印机打印终端的运动特性,避免打印过程中出现急停、速度突变等情况,实现了平稳打印.

为提高磨床头架的回转精度和磨床的加工精度。研制了高精度主轴系统。主轴由双力矩电机直驱，液体静压轴承支承，从根本上消除了机械传动误差，大大提高了传动效率。首先提出主轴系统的设计方案，其次对主轴电机进行选型，然后对前后静压轴承进行设计，最终完成了曲轴随动磨床头架主轴系统的设计，可为其他设备主轴系统的设计提供参考。

为了使机械臂具有较好的位置跟随性和人机交互时的安全性,设计了一款3DOF的轻型柔顺机械臂.采用碳纤维材料实现轻量化,设计了串联弹性驱动器（SEA）实现机械臂结构的柔顺性.建立了3DOF轻型柔顺机械臂的运动学和动力学模型,并求解了工作空间;设计机械臂的位置控制实验,通过MTI位姿传感器来获取机械臂末端位姿,提出了MTI位置误差修正的方法.实验表明：当机械臂处于自由状态时,通过对比机械臂各关节和MTI末端位置的跟随性能,得知1,2,3各关节的位置跟随误差分别为7%,5%,2%,末端X,Y,Z3个方向的最大位置误差分别为19.25%,14.43%,6.4%,证明该机械臂末端具有较好的位置跟随性.

微切削加工过程中,切削力是影响加工质量的重要参数。测力仪是动态测量切削力的主要装置,其测力平台部分工作稳定性和准确性对测力仪整体性能起到决定性作用。目前使用的大部分测力平台设计均可以满足宏观较大振幅应力测量要求,但较差的灵敏度和严重的信号衰弱无法满足微切削状态下切削力的微小变化测量。因此提出了一种在满足测力平台弹性体结构强度等要求下,首先以固有频率为目标函数进行单目标优化,将优化后的固有平率作为约束条件,再以应力集中为目标函数进行二次优化的递进式拓扑优化方法;并对优化后的结构进行模态试验,从而证明采用递进式拓扑优化的结构设计方法可以极大的提高测力平台工作时的稳定性、灵敏度和测量精度等性能,同时也拓展了测力平台微切削条件下的适用性。

为提升汽车铝合金轮毂螺栓联接轴力保证轮毂螺栓联接的安全可靠性，建立轮毂螺栓锥面联接旋紧过程力学分析模型，研究轮毂螺栓联接结构设计对轴力提升的影响因素，分析轮毂锥孔的弹塑性状态，利用Abaqus分析啮合螺纹轴力分布规律及螺栓联接轴力与旋紧力矩的关系，提出轮毂螺栓联接的轴力提升方法和改进措施。仿真结果表明，减小螺母锥面联接摩擦力、增大螺母锥角及旋紧力矩、改变螺母锥面结构形式均可提升轮毂螺栓联接轴力，轮毂及啮合螺纹的承载能力影响螺栓联接轴力的提升程度。通过轮毂螺栓联接实验验证了理论分析结果。

针对某异型插件机整机结构，结合尺寸优化、零件规格选择以及铸造工艺要求，提出一种多角度的优化设计方法。首先基于有限元法对设备整机进行模态分析，从振型中辨识出底座为整机动态性能的关键结构件。接着以底座结构一阶固有频率为目标函数，设计3种优化设计方案结构。以尺寸参数的选取范围为约束条件，进行优化设计。最后依据曲面响应图，权衡质量和目标函数。选取局部最优点。结果表明：对比原始结构整机，方案2的整机结构的低阶固有频率分别提升25％、14％、22％、26％、10％和9％，大大改善了整机的动态性能。

为了实现旋翼飞行机器人与外部环境交互作业,设计了一种带有机械臂的新型飞行机器人系统,并应用空间算子代数理论对计及刚柔耦合多体系统的旋翼飞行机器人系统进行了递推动力学建模。首先,考虑到旋翼飞行机器人的运动状态、质量比与工作需求,设计了一款通过六旋翼飞行器加装2自由度机械臂的新型旋翼飞行机器人系统。其次,采用空间算子代数理论实现基于刚柔耦合的旋翼飞行机器人正向与反向递推动力学建模。最后,通过编制动力学仿真程序和飞行实验对文中所提算法的有效性进行了验证。结果表明基于空间算子代数的刚柔耦合递推动力学建模方法计算效率高,仿真结果与实验数据基本吻合,具有一定的工程实用价值。

针对目前国内液压缸结构设计中存在的缺陷,提出了一种新型油缸缓冲设计--阶梯缓冲,并对油缸的密封结构作了改进,从而达到了延长油缸使用寿命的目的.