针对软体气动驱动器的变形机理,以气动驱动软体手为研究对象,开展了基于单向气动驱动器的软体手指弯曲和摆动机理的研究。设计了气动驱动软体手,其弯曲和摆动结构均由多个相互连通的气室和一个不可延伸层组成。当相邻气室因充气膨胀而相互挤压时,气室受到不可延伸层的约束,实现了弯曲和摆动变形。为进一步考察软体手的变形机理,对620#T超弹性硅橡胶材料的非线性力学特性进行了研究,测定了其材料常系数。基于Yeoh模型密度函数,结合空间力矩平衡方程,建立了驱动压强和曲率半径的理论模型,并开展了软体手指弯曲及摆动变形的仿真研究,结果证明了理论模型的正确性。研究结果可以为其他基于气动驱动的软体结构变形机理研究提供理论基础。

考虑齿轮差动传动的不足以及同步带传动的优点,将同步带传动引入差动轮系中,构建同步带差动机构,对其可能的结构形式及传动方案进行分析研究,并计算传动比.研究表明,所构建的2K-H型和3K型同步带差动机构可以实现差动的效果,但其传动类型与齿轮差动传动相比较少,且都为正号机构.

通过对化纤长丝高速卷绕机锭轴传动方式的深入研究,建立并论述了一种实施锭轴传动的模型和方案,介绍了应用可编程计算机控制器实现这种锭轴传动卷绕机的控制技术.

以气动机械手水平运动气缸的柔性定位为对象,建立基于比例阀控缸的气动伺服系统,推导其数学模型,并运用PID(proportional-integral-differential)控制和自整定模糊PID控制方法,设计其控制器.通过Matlab和LabVIEW的混合编程,建立人机对话界面,同时搭建控制系统的试验平台.通过仿真分析和试验测试,结果表明PID控制和自整定模糊PID控制都能实现柔性定位,但后者具有更高的位置控制精度.

针对航天结构件制造车间物理空间与信息空间缺乏实时交互的问题,提出了基于数字孪生 的车间建模框架,通过关注车间内产品、资源和工艺三个方面,分别对产品数字化定义、基于数字孪 生的资源建模和工艺信息的数字化定义等问题进行了研究分析.以企业航天结构件制造车间为案 例,展开数字孪生技术在制造车间的应用验证,通过对案例结果的对比与分析,验证了数字孪生制 造车间可有效地提高生产效率.

为了减少火灾侦察过程中消防人员伤亡及提高侦察效率,设计研发了一款消防侦察机器人.该机器人采用带翻转臂的双履带车体作为移动载体,机身上搭载了云台摄像机、防水喇叭、轮廓指示灯带、发光导向绳、应急救援储物箱等设备.消防侦察机器人利用搭载的云台摄像机将火灾火情、被困人员等现场情况实时传输至外场监控系统,同时通过防水喇叭、轮廓指示灯、发光导向绳为火灾被困人员指引逃生路线.试验结果表明,该款消防侦察机器人能够成功完成消防侦察和救援 疏散工作,有效降低消防人员的伤亡,显著提高消防侦察救援效率.

为提供工序建模时所需的特征MBD（modelbaseddefinition）设计信息,提出了面向工序建模的设计信息提取算法.以MBD模型为唯一依据,获取模型中的设计信息,搜寻设计信息的依附元素所在特征,依据其关联的特征将其分类为独立标注、关联标注与形状尺寸,最后以特征为单位输出相关的设计信息.试验表明,该方法能有效获取工序建模所需的特征MBD设计信息.

基于有限元软件ANSYSCFX对水润滑滑动轴承进行流固耦合分析,研究空化作用对水润滑滑动轴承水膜的影响,得到了水膜周向和轴向的压力分布以及轴瓦的弹性变形分布,进-步分析了轴瓦材料弹性模量、偏心率、转速对水膜压强分布以及对轴瓦弹性变形的影响规律.结果表明：计入轴瓦的弹性变形后,水膜的最大压强减小,水膜压力分布更加均勾;水膜最大压强随着偏心率、弹性模量、转速的增大而增大,而轴承弹性变形随着偏心率、转速的提高而增大,随着弹性模量的增大而减小;相同条件下,随着弹性模量的增大,水膜发生空化的位置提前.

分析了织物印花机网框升降机构的工作原理和运行要求,并设计了一种新型网框升降机构。对比分析已有的曲柄摇杆升降机构,建立两种设计方案的数学模型。利用Matlab进行运动学仿真分析,并对所设计的摆线凸轮机构进行验证。结果表明,摆线凸轮机构运动过程平稳、无冲击,有良好的变换运动特性,减小了占用空间,方便安装调试,能满足织物印花机的工艺要求。该机构已在实际生产中得到应用,有较高的应用推广价值。

通过建立液压支架虚拟样机及满足并行设计要求的变型样机模拟了液压支架的运动过程分析液压支架在运动过程中的受力情况并按照MT3122000试验规范的加载方式分析了整机及关键零部件的强度从而帮助设计人员优化设计参数.