轮履型可重构机器人变形机理与设计研究

面向多种复杂路面执行任务的需求，基于生物学变胞机理，提出了一种轮履型可重构机器人。该机器人包括两种运动模式，即车轮模式与履带模式，通过两种模式之间的切换可显著提高机器人的多地面适应性。开展了轮-履模式切换机理与传动原理研究，分析了地面接触宽度变化规律，得到了履带模式下的最大接触宽度为230.36 mm；分别计算了机器人在车轮和履带模式下的越障能力，通过仿真软件分析了机器人重心位置在越障时的变化趋势；最后，集成动力系统研制了机器人样机，以不同高度的木板和空心砖作为试验台对机器人进行了模式切换、越障性能分组测试。结果表明，车轮、履带模式下最大越障高度分别为98.5 mm和290 mm，与理论推导结果一致。此外，机器人能够在轮式与履带模式之间柔顺切换，具有多种复杂路面适应能力

基于Matlab与VB的刮板输送机链传动系统分析

为提高刮板输送机链传动系统的参数化设计效率和可靠性,用VB开发出调用数据库信息的刮板输送机参数化设计软件界面,利用Matlab的com组件接口技术,对刮板输送机建立有限元数学模型和参数化分析计算。实例分析证明,参数化专业分析软件不但利于对Matlab软件不熟悉的用户使用,更方便了研究人员对Matlab的二次开发,使刮板输送机分析更加便捷,有利于提高分析设计效率,有利于提高刮板输送机的可靠性;设计的软件可对刮板输送机工况载荷和故障载荷两种工况进行分析,并对刮板输送机卡链故障载荷时的张力变化分布和速度变化分布进行了分析。为研究超重型大功率刮板输送机链传动系统提供了一定的参考价值

微重力流动沸腾临界热流密度预测经验关联式

本文总结了文献中微重力流动沸腾临界热流密度(CHF)研究的实验数据,并构建了微重力流动沸腾CHF数据库。进一步地,分析了流速、加热面长度和通道截面尺寸对微重力流动沸腾CHF与常重力对应条件下流动沸腾CHF的比值(q_(CHF-μg)/q_(CHF-1g))的影响规律。根据流速、加热面长度和通道截面尺寸对q_(CHF-μg)/q_(CHF-1g)的影响进行无量纲分析并提出了一个改进的微重力流动沸腾CHF预测关联式,该关联式的预测结果与实验值吻合良好,误差在±12%以内

短时间微重力池沸腾换热及其临界热流密度机理

研究了复合柱状微结构表面(PF30-60LP)在短时间微重力下的池沸腾传热性能,并与文献中的光滑表面和柱状微结构表面(PF30-60和PF50-120)进行对比.实验结果表明,微重力条件下, PF30-60PL的临界热流密度(critical heat flux, CHF)与光滑表面相比虽有提高,但却明显低于PF30-60和PF50-120,与常重力下所得实验结果存在明显差异.微重力条件下,由于浮力缺失,覆盖于加热表面的大气泡脱离周期远大于常重力条件.大气泡覆盖于表面时间过长,导致新鲜液体补给困难是造成微重力CHF显著降低的主要原因. PF30-60和PF50-120具备非常强的毛细芯吸作用,可显著提高加热面的侧向补液能力,因此其微重力下的CHF相比于光滑表面得到了十分显著的提高.而PF30-60PL由于较大面积光滑通道的存在,表面的毛细芯吸作用被削弱,因此其CHF介于光滑表面和柱状微结构表面之间.提高微重力池沸腾CHF,关键在于提高覆盖于加热面的大气泡的脱离频率和液体对加热表面的补给能力.可行的方法有降低液体工质表面张力或提高表面对液体的毛细芯吸性,通过外部施加电场或声场加速气泡脱离,强化Marangoni对流或采用局部加热法改变Marangoni力对气泡的作用力方向,通过调控气泡合并行为增大气泡合并后释放的表面能从而促进气泡脱离等

基于嵌套结构的无级变速器设计与分析

目前，机器人关节减速机均为定比传动方式，造成关节电机难以达到峰值效率。基于嵌套结构，提出了一种机器人用紧凑型的无级变速器，通过实时改变传动比，可有效提高电机功率使用效率。首先，开展了变速传动机理研究，得到了传动比相对于行星轮与太阳轮半径之比的关系；设计了嵌套结构以及行星轮、太阳轮板轴向移动系统。其次，推导了行星轮、太阳轮包角、传动比以及金属带径向移动数学模型，基于多刚体动力学仿真软件对变速器的输出速度进行了仿真验证；结果表明，变速器正、反向偏差分别为1.89%、3.87%。最后，制作出变速器的原理样机并搭建转矩实验平台，设定输出转矩为特定值，测试了对应输入转矩；实验显示，测试数值与理论数值相比基本相同，平均传动效率为72.1%，间接验证了理论推导的正确性