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基于动态测量柔度矩阵的悬索桥吊索损伤检测 预览
1
作者 孟凡豪 马文硕 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第14期267-275,共9页
基于动态测量柔度矩阵的结构形变和变形曲率是一种有效的悬索桥吊索损伤检测指标。通过模拟仿真不同损伤程度和不同噪声影响下的8种吊索损伤情况,讨论了方法的可行性。仿真结果表明,动态测量柔度法能够定位5%噪声水平下的损伤程度达到90... 基于动态测量柔度矩阵的结构形变和变形曲率是一种有效的悬索桥吊索损伤检测指标。通过模拟仿真不同损伤程度和不同噪声影响下的8种吊索损伤情况,讨论了方法的可行性。仿真结果表明,动态测量柔度法能够定位5%噪声水平下的损伤程度达到90%及以上的单个和多个损伤。通过实验室模型测试来进一步验证这些损伤指标对检测和定位损伤的有效性,并在实验中分析了模态截断对损伤估计的影响。实验表明,与变形位移相比,变形曲率对于检测和定位吊索损伤更为有效。 展开更多
关键词 动态测量柔度矩阵 损伤检测 变形曲率 悬索桥
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基于激光视觉的胶型跟随检测系统的研究 预览
2
作者 高旭龙 宗光华 《机械设计与制造》 北大核心 2019年第9期168-171,共4页
涂胶质量直接关系到产品的优劣,涂胶过程中出现胶线断裂、截面畸变等缺陷是非常严重的质量问题。文章对汽车前挡风玻璃的胶型在线跟随检测技术进行了研究,分析了涂胶作业中机器人、胶枪、胶线轨迹在运动学和控制方面的相互关系,以此为... 涂胶质量直接关系到产品的优劣,涂胶过程中出现胶线断裂、截面畸变等缺陷是非常严重的质量问题。文章对汽车前挡风玻璃的胶型在线跟随检测技术进行了研究,分析了涂胶作业中机器人、胶枪、胶线轨迹在运动学和控制方面的相互关系,以此为理论基础,对基于激光视觉的检测涂胶质量的胶型在线跟随检测系统进行了研究。文章围绕胶型在线检测系统的高效性、通用性和简单操作性,以及系统的硬件组成、运动控制和应用进行了探讨。 展开更多
关键词 涂胶作业 胶型质量 在线检测 运动控制
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高能蠕动床在防水材料工厂生产废水、污水环保处理中的应用 预览
3
作者 钱佩刚 谭金 《中国建筑防水》 2019年第3期53-57,共5页
高能蠕动床用于防水材料生产废水、污水环保处理时,针对不同的污水选用不同功能的高效复配微生物,应用固定化微生物技术将微生物分别固定在多级串联的蠕动多孔弹性载体内,载体给微生物提供了一个安定工作、世代繁衍的场所;同时,多级串... 高能蠕动床用于防水材料生产废水、污水环保处理时,针对不同的污水选用不同功能的高效复配微生物,应用固定化微生物技术将微生物分别固定在多级串联的蠕动多孔弹性载体内,载体给微生物提供了一个安定工作、世代繁衍的场所;同时,多级串联工序化处理保证了不同工序优势菌种的纯度和生物菌浓度既能适应水质水量变化的条件,又能实现长周期稳定达标运行的目的。该工艺处理废水、污水,COD去除率达95%以上,氨氮去除率达98%以上。 展开更多
关键词 防水行业 生产废水 污水 高能蠕动床
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负泊松比超材料研究进展 被引量:3
4
作者 谢岩 裴旭 《机械工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第13期1-14,共14页
超材料自21世纪初诞生以来,历经近20年的发展已逐渐发展成为新材料技术的一个重要学科。近年来,功能迥异的超材料在各个领域层出不穷,综述了声、光、热、力、电磁学超材料的发展历史概况。针对机械超材料中的负泊松比超材料,从负泊松比... 超材料自21世纪初诞生以来,历经近20年的发展已逐渐发展成为新材料技术的一个重要学科。近年来,功能迥异的超材料在各个领域层出不穷,综述了声、光、热、力、电磁学超材料的发展历史概况。针对机械超材料中的负泊松比超材料,从负泊松比结构的变形机理角度,着重详述了内凹多边形结构、旋转刚体结构、手性结构等物理模型。对基于负泊松比胞元结构的热学和声学超材料,从功能原理到基本特性进行了系统性的调研,综述分析了其研究现状,并对负泊松比超材料未来面临的挑战与发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 负泊松比 超材料 胞元结构 柔性机构
空间平动柔性并联机构的系统设计方法研究
5
作者 李海洋 郝广波 +2 位作者 邓子龙 宋增旺 《机械工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第13期57-65,共9页
由于在微纳操作、能量捕获、先进传感等系统中的成功应用,空间平动柔性并联机构的市场需求与日俱增,促使对空间平动柔性并联机构设计方法的研究炙手可热。提出了一个基于位置空间概念的空间平动柔性并联机构的系统设计方法(简称为PSBD方... 由于在微纳操作、能量捕获、先进传感等系统中的成功应用,空间平动柔性并联机构的市场需求与日俱增,促使对空间平动柔性并联机构设计方法的研究炙手可热。提出了一个基于位置空间概念的空间平动柔性并联机构的系统设计方法(简称为PSBD方法)。PSBD方法主要用于系统设计3腿(即无冗余柔性腿)空间平动柔性并联机构。首先介绍了空间平动柔性并联机构及其基本的设计要求,然后提出了PSBD方法并阐述了其基本原理和实现步骤,继而通过实例的方式详细解释了PSBD方法所涉及的关键技术问题。利用所提出的PSBD方法,即使是初级设计师也能够设计出具有结构多样,运动解耦,驱动独立和伴生运动小等特性的空间平动柔性机构。 展开更多
关键词 柔性机构 并联机构 设计 建模 优化 位置空间
可调刚度致动器结构研究综述
6
作者 毕树生 刘畅 +1 位作者 周晓东 《机械工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第13期34-46,共13页
可调刚度致动器具有本质安全性、高能效以及高动态特性,可以满足新一代机器人在物理性人机交互及高动态运动任务中的性能需求。根据刚度调节原理的不同,对常见的可调刚度致动器进行了分类,并分别对其刚度特性及调节范围、承载能力、变... 可调刚度致动器具有本质安全性、高能效以及高动态特性,可以满足新一代机器人在物理性人机交互及高动态运动任务中的性能需求。根据刚度调节原理的不同,对常见的可调刚度致动器进行了分类,并分别对其刚度特性及调节范围、承载能力、变形能力以及储能能力进行了分析,然后对比和总结了各种刚度调节机构的性能特点。研究者在设计新装置时可以参考这些信息,根据自身应用需求以及不同种类刚度调节方式的性能侧重方向的不同,选择并设计合适的可调刚度致动器。对可调刚度致动器的现有结构存在的问题做出分析和讨论,并对其未来的发展方向做了展望。 展开更多
关键词 可调刚度致动器 柔性关节 柔性机器人
面向工程教育的STEP教学模式 被引量:3
7
作者 郭卫东 陈殿生 《高等工程教育研究》 CSSCI 北大核心 2017年第4期73-77,共5页
工程教育要永远面向工程实践。在新时代的工程教育改革和工程认证大环境下,从中国的国情、校情出发,借鉴CDIO等国内外先进的教育理念,提出了对工程教育具有普适性的STEP教学模式。为此,对STEP的内涵以及STEP与工程认证、STEP与CDIO之间... 工程教育要永远面向工程实践。在新时代的工程教育改革和工程认证大环境下,从中国的国情、校情出发,借鉴CDIO等国内外先进的教育理念,提出了对工程教育具有普适性的STEP教学模式。为此,对STEP的内涵以及STEP与工程认证、STEP与CDIO之间的关系进行了阐述;考虑STEP教学模式在课程群以及本研一体化等方面的可扩展性,提出了STEP BY STEP的教学模式。其中,单一课程中的STEP教学模式强调项目训练、软件使用、理论教学与实验教学等教学环节之间的有机融合;课程群或本研一体化系列课中更强调知识体系的关联性、项目设置的层次性与不同软件工具的无缝连接,做到真正意义上的STEP BY STEP(进阶)。近5年,两种层次的STEP教学模式在机械原理、精密机械设计等少数课程中进行尝试,取得了良好的教学效果。教学实践验证了STEP教学对工程教育的有效性。 展开更多
关键词 工程教育 STEP CDIO 工程认证 本研一体化
机器人研究进展与科学挑战 被引量:10
8
作者 刘辛 +2 位作者 王国彪 赖一楠 何柏岩 《中国科学基金》 CSSCI CSCD 北大核心 2016年第5期425-431,共7页
机器人基础理论与关键技术是当前学科交叉领域的研究热点之一,已被美、欧、日、韩等国家和地区列为战略计划。围绕该主题,在国家自然科学基金委员会第121期和第146期“双清论坛”研讨成果的基础上,结合国家重大需求和学科发展前沿,从结... 机器人基础理论与关键技术是当前学科交叉领域的研究热点之一,已被美、欧、日、韩等国家和地区列为战略计划。围绕该主题,在国家自然科学基金委员会第121期和第146期“双清论坛”研讨成果的基础上,结合国家重大需求和学科发展前沿,从结构、感知、控制等方面阐述了当前机器人的研究热点及发展趋势,提出共融机器人将成为新一代机器人研究的主流;提炼出共融机器人基础理论与关键技术中亟需解决的若干挑战问题;指出了目前国内在该领域的研究基础与不足之处,给出了在该领域未来5~8年需重点发展的方向建议。 展开更多
关键词 机器人 协作 自然交互 智能
柔性机构及其应用研究进展 预览 被引量:42
9
作者 郝广波 +1 位作者 陈贵敏 毕树生 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第13期53-68,共16页
柔性机构自20世纪80年代提出以来迅猛发展,已成为现代机构学一个重要分支。短短不足30年间,柔性机构设计理论的构建与发展,为柔性机构成功应用奠定了坚实基础。随着对柔性及柔性机构认识不断深入,柔性机构得到了广泛应用,不断涌现新的... 柔性机构自20世纪80年代提出以来迅猛发展,已成为现代机构学一个重要分支。短短不足30年间,柔性机构设计理论的构建与发展,为柔性机构成功应用奠定了坚实基础。随着对柔性及柔性机构认识不断深入,柔性机构得到了广泛应用,不断涌现新的成功实例。继5年前综述了柔性机构设计方法研究进展之后,尝试从应用的视角鸟瞰一下柔性机构的最新进展。通过将柔性机构的主体应用划分为精密工程、仿生机器人、智能材料结构三大主阵地,概述柔性机构在每个阵地中的应用进展及研究热点情况,并对其发展做了展望。对四种最具发展潜力和应用前景的新型柔性机构(胞元式柔性机构、辅助接触式柔性机构、平面折展机构、柔性静平衡机构)进行简单描述。 展开更多
关键词 柔性机构 精密工程 仿生机器人 智能结构 柔性铰链
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一类2自由度n-4R并联指向机构的运动学分析 预览 被引量:3
10
作者 陈斌 +2 位作者 宗光华 李守忠 余家柱 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第15期19-27,共9页
研究一类具有2个转动自由度的,n-4R并联指向机构。这类机构具有3条以上的4R支链,在其运动过程中始终存在一个对称面,动、基平台以及各支链的上、下连杆所处平面关于此面对称。从其几何对称特性出发,通过用方位/倾角参数描述机构的... 研究一类具有2个转动自由度的,n-4R并联指向机构。这类机构具有3条以上的4R支链,在其运动过程中始终存在一个对称面,动、基平台以及各支链的上、下连杆所处平面关于此面对称。从其几何对称特性出发,通过用方位/倾角参数描述机构的姿态(指向),推导出这类机构简洁、统一的运动学模型。在此基础上,分别讨论该类机构伴随运动、工作空间与奇异位形,总结几何结构参数对运动性能的影响。通过一阶运动影响系数在工作空间中的分布研究机构的各向同性,据此对驱动支链的分布进行优化。所得结论可用于指导这一类并联指向机构的设计。 展开更多
关键词 并联机构 指向机构 运动学 伴随运动
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一种计算平面机构自由度的新方法 预览 被引量:8
11
作者 郭卫东 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期125-129,共5页
计算平面机构自由度的契贝谢夫一克鲁伯(G-rfibler-Kutzbach)经典公式看似简单,但使用起来却经常出错。在对现行多数《机械原理》和《机械设计基础》等教材中关于平面机构自由度计算中存在问题进行深入分析的基础上,也可得到相似的... 计算平面机构自由度的契贝谢夫一克鲁伯(G-rfibler-Kutzbach)经典公式看似简单,但使用起来却经常出错。在对现行多数《机械原理》和《机械设计基础》等教材中关于平面机构自由度计算中存在问题进行深入分析的基础上,也可得到相似的结论。为此提出一种计算平面机构自由度的新方法,并对相应的Grfibler-Kutzbach公式进行变异。即通过引入实约束高副、虚约束高副、全约束低副和半约束低副等新概念,解决了目前在平面机构自由度计算中存在的问题,为平面机构自由度计算的严谨性和科学性进行了有益的探索。 展开更多
关键词 机械原理 平面机构 自由度 虚约束
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机械速度波动调节实验的设计与实践 预览 被引量:1
12
作者 郭卫东 李晓利 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2013年第10期145-147,151共4页
通过对飞轮调速实验的重新设计,将一个验证性实验变成为一个设计性实验,通过对机械系统的测量、分析,再根据机械系统的速度波动性能要求,设计出用于速度调节的飞轮,并通过实际测试来验证飞轮设计结果的正确性,实现了将理论教学与... 通过对飞轮调速实验的重新设计,将一个验证性实验变成为一个设计性实验,通过对机械系统的测量、分析,再根据机械系统的速度波动性能要求,设计出用于速度调节的飞轮,并通过实际测试来验证飞轮设计结果的正确性,实现了将理论教学与实践教学紧密结合、理论计算和动手实践相结合的机械系统速度调节的实验设计。 展开更多
关键词 机械原理 机械系统 速度波动
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一种新型的大行程XY柔性并联微定位平台 预览 被引量:1
13
作者 李振国 《常州大学学报:自然科学版》 CAS 2013年第4期14-19,共6页
大行程高精度柔性并联微定位平台的需求与日俱增.提出了一种新颖的大行程XY柔性并联微定位平台,它具有镜面对称的结构和冗余约束特性,镜像对称结构能够很好地约束了面内寄生转角和交叉轴耦合,冗余约束在提高系统刚度的同时还降低了运动... 大行程高精度柔性并联微定位平台的需求与日俱增.提出了一种新颖的大行程XY柔性并联微定位平台,它具有镜面对称的结构和冗余约束特性,镜像对称结构能够很好地约束了面内寄生转角和交叉轴耦合,冗余约束在提高系统刚度的同时还降低了运动平台的质量.建立了柔性微定位平台的柔度矩阵模型,用于确定尺寸参数.最后,通过有限元模型分析,并与理论模型对比.结果显示本文所设计的柔性并联微定位平台具有如下特点:20mm×20mm的大运动行程,两运动轴之间具有较高的解耦度,很好地约束了面内寄生转角,其值小于17.76μrad. 展开更多
关键词 XY柔性并联微定位平台 大行程 交叉轴解耦 柔度矩阵
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一种新型二自由度缩放机构的分析与仿真 预览
14
作者 陆登峰 《常州大学学报:自然科学版》 CAS 2013年第4期20-24,共5页
先是列举了几种典型的缩放机构,然后对缩放机构的工作原理进行分析,得到了缩放机构设计的基本经验.在此基础上,提出了一种基于四杆机构相似的新型二自由度缩放机构,新机构不仅能够实现平面内二自由度的轨迹缩放,而且具有结构简单紧凑,... 先是列举了几种典型的缩放机构,然后对缩放机构的工作原理进行分析,得到了缩放机构设计的基本经验.在此基础上,提出了一种基于四杆机构相似的新型二自由度缩放机构,新机构不仅能够实现平面内二自由度的轨迹缩放,而且具有结构简单紧凑,同类机构构型种类较多,易于实现惯性力平衡,易于实现平面缩放机构向空间缩放机构的扩展等优点.此外,通过理论分析得到了此缩放机构的工作空间.最后使用ADAMS软件对机构的缩放功能和工作空间进行了仿真,仿真结果验证了理论分析的正确性. 展开更多
关键词 缩放机构 连杆机构 惯性力平衡 构型综合
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柔性铰链的转动精度改进法 预览 被引量:2
15
作者 裴旭 宗光华 《中北大学学报:自然科学版》 CAS 北大核心 2013年第2期120-123,133共5页
传统切口型铰链在转动时存在转动中心的漂移,如果柔性铰链转动角度不是很大,铰链的转动中心在沿轴向的位移远小于在垂直轴线方向的位移时,则可对柔性铰链转动中心漂移模型进行简化.提出了将连接两刚体的两个切口型铰链正交放置且让转动... 传统切口型铰链在转动时存在转动中心的漂移,如果柔性铰链转动角度不是很大,铰链的转动中心在沿轴向的位移远小于在垂直轴线方向的位移时,则可对柔性铰链转动中心漂移模型进行简化.提出了将连接两刚体的两个切口型铰链正交放置且让转动中心轴线重合,以便抑制柔性铰链转动中心漂移的设计方法.引入了平面虚拟转动中心运动机构,实现了铰链之间的虚拟交叉约束.使用此方法可以对不同切口形状的铰链进行改进,以提高铰链的转动精度.设计了圆弧切口和直角切口的组合铰链,通过有限元仿真与传统形式的铰链进行了比较,仿真结果证明了这种方法的有效性. 展开更多
关键词 柔性铰链 转动精度 轴漂 虚拟转动中心
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一种2-DOF类球面并联转台的动力学建模及分析 预览 被引量:10
16
作者 陈斌 宗光华 +1 位作者 东昕 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第13期24-31,共8页
2自由度并联转台凭借其运动方式的特殊性,提高了传统转台在大负载、高速度、高加速度及大范围转动条件下的运动性能,具有广阔的应用前景。显然,精确的动力学模型是实现其高速、高精度运动控制的前提条件。Omni-Wrist III是一种可实现类... 2自由度并联转台凭借其运动方式的特殊性,提高了传统转台在大负载、高速度、高加速度及大范围转动条件下的运动性能,具有广阔的应用前景。显然,精确的动力学模型是实现其高速、高精度运动控制的前提条件。Omni-Wrist III是一种可实现类球面运动的2自由度并联转台,具有结构对称,工作空间大等特点。基于其几何结构的特殊性,建立该机构的几何约束方程,推导出一种简化的动平台运动学模型,在此基础上得到各支链的运动学模型。从机构运动学模型出发,建立基于Lagrange方法的机构动力学模型,讨论转台有效惯量随机构位形的变化规律及简化条件,最后对其动力学特性进行仿真分析。该模型可用于结构组件设计的改进、控制模型的参数识别及电动机的选型。 展开更多
关键词 并联机构 运动学 动力学 拉格朗日法
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一种新型电动复合力加载系统控制方法 被引量:2
17
作者 张冬辉 毕树生 +1 位作者 裴旭 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期54-59,共6页
在介绍三维复合力加载设备结构特点与工作原理的基础上,推导出复合力与单支链力之间的关系,建立了单支链电动缸力加载数学模型,通过仿真和实验研究了系统稳定性,分析发现小阻尼系数和力噪声是影响系统稳定与响应速度的主要因素,提出了... 在介绍三维复合力加载设备结构特点与工作原理的基础上,推导出复合力与单支链力之间的关系,建立了单支链电动缸力加载数学模型,通过仿真和实验研究了系统稳定性,分析发现小阻尼系数和力噪声是影响系统稳定与响应速度的主要因素,提出了一种改善系统稳定性和快速性的控制方法,并在实验中取得了良好效果,采用该控制方法,弯矩、轴向力复合加载频率可以达到10Hz. 展开更多
关键词 复合力加载 并联机构 力控制 稳定性 快速性
基于射影变换的柔性铰链构型综合
18
作者 裴旭 赵山杉 《机械设计》 CSCD 北大核心 2013年第4期34-36,共3页
柔性机构应用中,大行程柔性铰链可以满足较大运动行程和高精度兼备的应用场合。但现有的大行程柔性铰链构型匮乏,因此迫切需要对其进行构型综合研究。通过建立平面、圆、圆柱及球面空间的映射关系,在直线机构和转动机构之间找到了一种... 柔性机构应用中,大行程柔性铰链可以满足较大运动行程和高精度兼备的应用场合。但现有的大行程柔性铰链构型匮乏,因此迫切需要对其进行构型综合研究。通过建立平面、圆、圆柱及球面空间的映射关系,在直线机构和转动机构之间找到了一种映射关系,例如可将一个点绕着一个固定圆心的转动分别看作是在圆、圆柱面、或球面坐标系下的直线运动,因此如果已知一种柔性直线导向机构,就可以衍生出多种转动型柔性铰链。反之,也可从现有的转动型柔性铰链反推出更多的直线导向机构构型。 展开更多
关键词 大行程柔性铰链 射影变换 构型综合
用于复合加载的异形虎克铰设计与分析 被引量:2
19
作者 徐杰 宗光华 +1 位作者 裴旭 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2012年第5期1-3,7共4页
万向联轴器是用于传递不在同一轴线的两轴间的运动和动力的一种空间结构,针对目前市场的十字轴式万向联轴器不能满足特殊的复合加载工程应用,提出了一种异形虎克铰机构,该机构具有设计简单、安装方便和连接方式灵活等优点。重点对机构... 万向联轴器是用于传递不在同一轴线的两轴间的运动和动力的一种空间结构,针对目前市场的十字轴式万向联轴器不能满足特殊的复合加载工程应用,提出了一种异形虎克铰机构,该机构具有设计简单、安装方便和连接方式灵活等优点。重点对机构的自由度、运动特性进行了分析,并与普通十字轴式虎克铰进行对比,评价其优越性。利用ADAMS软件进行运动仿真分析,观察附加弯矩随被加载轴的转角变化情况,提出了选择最佳初始安装角度的方法,使复合加载时产生的附加弯矩取值最小。 展开更多
关键词 异形虎克铰 复合加载 附加弯矩
曲梁三角形柔性铰链力学建模与分析 预览 被引量:3
20
作者 乔涛 毕树生 +1 位作者 赵宏哲 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期 45-52,共8页
直簧片柔性铰链研究结果表明,簧片的约束行为对柔性铰链的刚度和精度特性具有本质影响,而具有放松约束行为的弯曲簧片一直缺乏系统研究,其非功能方向的约束特性具有重要研究价值。尤其对于曲梁三角形柔性铰链,建立直观的力学模型,对于... 直簧片柔性铰链研究结果表明,簧片的约束行为对柔性铰链的刚度和精度特性具有本质影响,而具有放松约束行为的弯曲簧片一直缺乏系统研究,其非功能方向的约束特性具有重要研究价值。尤其对于曲梁三角形柔性铰链,建立直观的力学模型,对于放松约束行为的曲梁柔性铰链拓扑研究具有重要意义。基于Awtar曲梁模型公式,在普遍受力状态下,建立基于曲梁的三角形柔性铰链转角数学模型,并推导出轴漂数学模型,理论分析与有限元分析结果精确吻合,说明数学模型的正确性,同时,计算结果表明,曲梁柔性铰链约束行为具有较多变化,为新型柔性铰链的设计提供了新的思路。 展开更多
关键词 柔性铰链 弯曲簧片 约束行为
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