针对协作机器人在非结构化或动态变化环境中,对随机目标物体抓取困难的问题,参考鳍条结构,采用热塑性聚氨酯弹性体,结合增材制造技术,提出一种自适应柔性夹爪的解决方案。利用SolidWorks建立模型,在有限元分析软件ANSYS Workbench中通过虚拟正交试验进行静力学分析,完成夹爪结构的优化。在协作机器人Baxter上进行抓取试验。结果表明:设计的柔性夹爪能够满足对日常用品抓取的需要,在抓取形状各异的物体时效果良好,具有较好的自适应性,能够实现无损抓取。

首先介绍了杆式多自由度超声电机及其工作原理,在此基础上,为提高该种电机其整机动力学输出性能,根据电机振子设计要求,用有限元方法建立了其结构动力学模型并确定了振子结构形式以及压电陶瓷片在杆式超声电机振子中的最佳安放位置;其次基于螺栓联接非线性系统,考虑摩擦、接触等非线性因素对杆式超声电机精确有限元建模。据此设计、制造了杆式超声电机原理样机,实验验证表明很好地满足了电机频率一致性设计。

面对严重的能源与环境问题,开发节能与环保的新技术一直都是国内外特别重视的研究热点。采用自然工质水的高温热泵系统结合了高温热泵与自然工质水的优势,不仅可以有效地回收低品位热能,而且绿色环保,是理想的下一代高温热泵技术。从理论计算以及实验验证两方面对采用自然工质水的高温热泵系统进行了性能分析研究。结果表明,负压条件下蒸发、正压条件下冷凝的水蒸气闭式热泵循环系统是可行的,同时实验结果表明当压缩机吸气温度为80℃,排气饱和温度从117℃提高到133℃,系统压比从3.47升高到5.94时,采用自然工质水的高温热泵系统COP从5.6下降到3.7。其中压缩机的排气饱和温度为120℃,压比为4.2时,热泵系统的COP接近于5,性能优越,在工业生产中具有较大的推广应用价值。

由于具有换热性能突出、制冷剂充注量小等优点,降膜蒸发器已被广泛应用于海水淡化等行业。然而,由于存在液位控制和干斑效应等实际操作问题,在压缩式制冷系统中,降膜蒸发器的设计还需要进一步优化。为解决这个问题,构建了水-水降膜蒸发器的仿真模型。采用有限元方法,获得了沿管程的温度、热流变化情况。对于现有的四管程降膜蒸发器,在80℃蒸发沸腾和0.4kgs^-1的喷淋量下,为获得最大的换热量,进行了详细的模拟计算,基于模型的计算结果,建议采用两管程降膜、两管程满液的液位控制方式。本模型同时给出了沿管程换热时的传热系数分布情况,提出了满液降膜分界线,为后续的降膜蒸发器结构设计优化提供了新思路。

针对现有可变配气技术只能实现“跳跃式”可变配气,而无法实现连续的可变配气的问题,为了提高发动机的动力性和经济性,提出一种基于凸轮轮廓设计的连续可变配气技术的研究方案。通过对现有凸轮型线方程分析,选用高次多项式函数作为凸轮工作段型线方程,先设计出渐变凸轮轴向中间位置型线;将凸轮沿轴向划为无穷微小段,以中间位置型线为基准曲线,以发动机低速和高速工况下的凸轮最大行程为约束,设计每一微小段的型线,实现基准曲线沿着凸轮轴轴向向横向和纵向渐变,从而设计出可以满足渐变配气的凸轮轮廓曲面;利用SolidWorks软件设计,根据所设计的凸轮型线,进行三维建模。

空气源热泵供暖系统具有高能效与环保性的特点,成为取代传统取暖能源的首选方案。本文搭建热泵供暖系统研究平台,通过对双级压缩增焓空气源热泵分别搭载钢制暖气片、压铸铝暖气片、小温差水散热器、地暖辐射4种散热末端进行研究,对比分析了上述4种散热末端的采暖系统性能、舒适性和经济性。结果表明,房间总散热量随供水温度的上升而增加,地暖辐射供暖系统总散热量最大,其次是小温差水散热器、压铸铝暖气片、钢制暖气片;钢制暖气片的房间最终平衡温度最低,其次为压铸铝暖气片和小温差水散热器,地暖辐射则分别高出前者4.56,3.23,2.83℃;燃煤取暖、钢制暖气片、压铸铝暖气片、小温差水散热器、地暖辐射的取暖费用分别是电热取暖的21.56%,32.64%,40.62%,41.90%,47.04%。

针对一台老式压紧设备的故障,提出设计新的液压系统来改造旧设备,以满足设备的工作要求。

以棉花打顶机液压系统为研究对象通过详细分析建立数学模型并仿真分析仿真结果表明系统响应快控制精度高可用于工程实际。