为降低减速机产品研发的技术难度与实验成本,以某型二级减速机系统为依据,设计开发了基于SolidWorks平台的数字化样机,并利用正弦函数构建电机驱动表达式,通过Simulation/Motion模块对其传动系统进行运动学仿真分析。在此基础上,利用C语言编程和STC12C5A60S2单片机开发,设计建立了二级齿轮传动系统控制模块,并借助3D打印构建了齿轮三维制件,最终搭建形成了一套针对减速机传动系统控制的机电一体化模型。可方便快捷地实现不同工况转速下的齿轮传动特性测试与实验验证,为减速机产品的设计开发提供了有效的实验思路与支持平台。

机架是带式输送机的支承基础。为深入研究机架结构动力学特性,以其边梁和支柱的截面形状为设计驱动,建立了具有槽形、三角形、回形及圆形截面的机架有限元模型。在此基础上,结合材料特性对机架模态参数进行计算与综合分析。结果显示;当机架采用合金钢材质,且边梁和支柱为回形截面形状时,机架结构固有频率最大,这种机架结构有利于带式输送机的减振与高速运行。考虑到带式输送机在实际工况下的控制与调速,针对最优机架结构进行谐振响应分析,确定了(10~40)Hz频率范围内的有害谐振频率点,即28.9Hz、30.7Hz和36.1Hz。为带式输送机机架结构设计和动力学优化提供了重要技术参考。

综框是开口机构的主要工作部件,其动态性能的好坏会直接影响织机的正常工作。针对不同筘幅的综框,在SolidWorks软件中建立有限元模型,并计算求出综框的各阶模态振型,分析了其动态特性对织机的影响。提出了综框设计时改进其动态特性的措施和方法。

以当前主流电子原型平台Arduino为开发环境,针对开源3D打印机进行系统设计与开发。确定了一种开源3D打印设备的工作链、软硬件布局及电气控制系统构成,在Arduino平台上构建了该设备的机、电、热集成开发环境,并设计了数字化样机模型。借助工业级3D打印机制造关键零部件和非标件,通过分部组装成功研制了等比例物理样机,在此基础上实现了Marlin固件的编译、烧刻以及样机校准与系统调试。探索并明确了开源3D打印平台的一体化开发流程和实现方法,为开源3D打印技术的应用、创新及推广提供了重要支持。

针对幅宽不同、结构相似的综框专用件,结合参数化方法、三维CAD建模及零件库技术,在CREO平台上对标准化综框进行模型库开发。以纺织行业铝合金综框标准（FZ/T 94009—2007）为依据,设计建立了横梁、侧挡、导板及穿综杆的参数化CAD模型,在此基础上,成功开发了基于＂族表＂模式的综框专用件模型库,方便、快捷地实现了综框模型的检索、调用和派生,有效提高了综框产品的设计可塑性与研发效率。为综框产品的标准件模型库开发提供了重要技术参考。

考虑到硬币分点过程的难度和复杂性,设计研制了一套针对混合硬币自动分类与清点的机械装置。根据不同面额硬币的直径差异,利用具有振动功能的倾斜滑道对混合硬币进行快速分拣,进入分拣区的硬币按照直径大小依次实现分类回收。通过单片机、压力传感器和C语言编程,开发了具有硬币清点与计数功能的精密电子装置,可对回收的1角、5角及1元硬币进行实时监测,并将清点的硬币数量与金额同步显示于LCD屏上。实测结果表明,该装置具有良好、稳定的硬币分点效能,为硬币分点技术的思路创新提供了有力参考。

为了降低水果采摘的技术难度与成本,设计研制了一种基于振动频率控制的高枝水果采摘机械装置。在该装置的机构学分析和理论计算基础上,确定了以锥齿轮和曲柄滑块机构为主的传动设计方案,通过将直流电机输出转矩转化为树枝的往复振荡来实现水果采摘。利用线性弹簧模拟树枝振荡过程,设计创建了基于刚柔耦合形态的等效力学模型;并通过运动学、动力学仿真分析,验证了样机结构的合理性与可靠性。现场采摘试验结果表明,该装置具有良好的实用性和水果采摘效能。为水果采摘机械的创新设计和实践应用提供了重要技术参考。

针对某型涡旋压缩机，在ADAMS／View环境下建立了虚拟样机仿真模型。通过ANSYS平台生成模态中性文件（MNF文件），实现了曲轴、动涡盘及十字滑环的柔性化设计，创建了涡旋压缩机的刚柔耦合模型。在柔性体动力学仿真基础上，分析了涡旋齿的啮合规律，明确了曲轴与十字滑环的运动状态，并计算出了主轴系统在启动阶段更为精确的速度、加速度变化规律，指出：主轴启动0．3s后，涡旋压缩机趋于稳定运行。动态仿真结果为涡旋压缩机的技术进步提供了重要参考和依据。