以湿式制动器摩擦副为研究对象,在微观表面接触理论的基础上,考虑微凸体之间黏性力的影响,建立了微观摩擦表面的微凸体黏弹性侧接触模型;通过对微观模型的归一化和积分处理,推导了能反映微观模型参数特征的宏观轴向压力、转速及摩擦力矩关系的计算公式;获得了低转速时摩擦转矩-转速负斜率特性微观机理,分析了微凸体无量纲曲率和轴向压力两参数对负斜率动态特性的影响。结果表明,当轴向压力和无量纲曲率半径减小时,摩擦转矩变化率(dTf/dn)的最小值将会增大,摩擦转矩变化量减小,有利于降低摩擦副磨损。同时通过台架试验,复现了负斜率特性与相关参数间的作用关系。与试验测试对比,理论分析模型精度达到了86.82%,仿真结果准确。对进一步深入研究摩擦副摩擦性能和提高使用寿命,具有重要的理论研究意义。

为实现气动肌肉在多自由度康复机器人中的应用,设计一种用于步态康复训练二自由度下肢康复辅助训练机器人,驱动器由气动肌肉和拉伸弹簧并联驱动关节以实现节能辅助行走。建立人体下肢运动学和动力学模型,并以标准CGA步态曲线作为关节输入,通过SolidWorks/Motion进行运动学仿真,验证所设计的模型符合人体下肢运动规律。针对气动肌肉伸展时存在非线性使得关节控制困难,提出了模糊自适应PID控制算法。在MATLAB/Simulink中进行仿真控制实验,仿真结果表明:相比传统PID算法,模糊PID自适应控制算法使外骨骼达到更好的跟随效果。最后通过实验平台验证了模糊PID自适应控制算法能够满足患者主动康复训练的需求。

【目的】动力转向系统依靠液压助力实现转向,当转向油泵出现故障时,转向系统失去助力,必须依靠手力进行转向,但此时回油路阻尼较大,造成手力转向困难,增加了行车风险。为了使转向器在转向油泵失效时仍具有机械转向的能力,需要设计一种动力转向器手力转向单向阀。【方法】课题组在分析了动力转向器工作原理和内部结构后,提出了在转向器内部使用单向阀构成液压小循环回路的解决方案,并结合图示详细说明了总体设计思路和基于单向阀的小循环回路设计方法。【结果】在动力转向器阀体进油道与回油道之间增设手力转向单向阀,正常工作状态下,液压系统进油路压力远大于回油路压力,单向阀在压力差作用下可靠地实现密封;在液压回路出现故障时,进油路因失去助力而压力降低,而回油路压力将异常增大,在压力差的作用下,单向阀及时开启,将进油...

非线性摩擦是影响高精度机械伺服系统动静态性能的主要因素之一。针对精密实验平台随行程位置不同表现出不同的摩擦特性,提出了一种基于LuGre模型的改进型摩擦建模方法,以速度和行程位置信号作为模型的输入变量,并用遗传算法对该模型的动静态参数进行辨识。基于改进型摩擦模型,分别通过精密实验运动平台及其相应的伺服仿真平台进行了摩擦现象和摩擦前馈补偿的实验和仿真。实验结果表明,摩擦补偿后的跟踪误差值约为补偿前的1/3,系统的静差也由原来1.4μm减小到0.4μm,与仿真平台摩擦补偿前后的现象基本一致。该改进型LuGre摩擦模型能直观、精确地描述实验平台的摩擦特性,基于该摩擦模型的前馈补偿减小了系统的跟踪误差,提高了系统的定位精度。

流量特性是衡量齿轮泵性能的重要方面,当前关于齿轮泵流量特性的研究主要集中于排量和流量品质等方面。论文建立了渐开线内啮合齿轮泵流量特性分析的基本数学模型,以时间为基本变量,得到其瞬时流量、排量、流量脉动及困油容积变化量的精确计算公式。并结合NACHI公司的某IPH型渐开线内啮合泵进行实例分析,探讨模数、传动比、高度变位和角度变位等齿轮参数的变化对其流量特性的影响。仿真分析结果认为齿轮模数或传动比越大,齿轮泵的困油越严重;而采用较小的高度变位系数,或采用适当角度变位设计,可减小齿轮泵的困油特性。

针对气动柔性关节动态特性复杂、难以实现高精度控制的问题,提出一种基于Takagi–Sugeno(T–S)模糊系统的预测控制方法.首先,应用MBGD–RDA算法对T–S模糊系统进行离线训练,该算法结合了机器学习中的小批量梯度下降算法、正则化、Droprule和AdaBound算法.其次,基于模糊集相似性度量方法,对训练得到的T–S模糊系统的模糊集进行剪枝,对模糊规则进行合并,简化T–S模糊系统结构.最后,设计了基于T–S模糊系统的单层神经网络预测控制器.T–S模糊系统参数和预测控制器参数均能实现在线更新,且基于李雅普诺夫理论的稳定性分析保证了系统的稳定性.仿真结果验证了基于数据驱动的T–S模糊系统的高精度预测性能,且结构简化后的T–S模糊系统在规则数减少的情况下仍能维持较高的预测精度.实际实验中,所提控制方法最大跟踪误差小于3°,而传统的模糊逻辑控制器最...

分析了动力转向器阀芯棱边与静特性的几何关系,提出采用直线与圆弧组合成阀芯复合棱边取代传统的单段圆弧结构,以改善传统产品高速行驶不灵敏区过大、常用工作区手感差的问题。理论计算和试验结果表明,复合棱边阀口静特性比传统结构更符合理想曲线,多项性能指标均明显提高。

分析了动力转向器齿条活塞密封槽磨削工艺易出现的质量问题和采用硬车淬硬钢密封槽工艺的技术难点,提出了一种高效的淬硬钢密封槽加工工艺方案。采用正交试验法设计实验,得到不同工艺参数对刀具寿命的影响规律,并根据分析结果对车削工艺参数进行了优化。实践表明,车削淬硬钢密封槽时切槽刀径向和两侧面切削余量的选择最为关键。采用粗车密封槽,热处理后再精车密封槽的工艺方案不仅能保证加工质量、提高生产效率、降低成本,还绿色环保。该研究为齿条活塞密封槽的车削加工提供了依据,也为其他类似零件的加工提供了可资借鉴的经验。

建立了变位齿轮渐开线的直角坐标方程,为变位齿轮的参数化建模提供了理论基础。分析了转向器摇臂轴变厚齿扇结构特点,基于CATIA建立变位齿轮渐开线参数化方程,详细介绍了变厚齿扇的参数化三维建模方法,并对转向器电子样机进行了空间分析和运动仿真。该方法建模精度高,非常方便,只需改变相关参数就可以快速获得准确的变厚齿扇模型,为转向器的数字化装配和数控加工提供了依据。

高精度的平台水平度监测对于平台建造技术提升及平台作业安全具有相当重要的意义,目前国内建造的主流自升式钻井平台主要利用升降装置自带水平仪进行平台水平度监测,存在精确度不高的问题。基于DSJ300自升式钻井平台船型技术参数,文中专门设计一套平台水平度测量装置,并对其工作原理、技术特点、应用工况进行介绍,对于提高国内自升式平台设计水平与建造技术提供有益参考。