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3201.面向单孔腔镜手术的连续型机械臂运动建模及力感知研究
[专用设备制造业,通用设备制造业] [2019-08-21]
与传统微创手术相比,单孔微创手术可以最大程度减少创口数量,进一步降低手术对人体的伤害。单孔微创手术机器人系统的研发可以有效避免筷子效应,实现灵活复杂的手术操作,从而提高手术成功率。此外,目前用于临床的微创手术机器人系统普遍缺少力感知功能,不利于医生对手术过程中交互力的判断,加大了手术风险。单孔微创手术对机器人的结构设计和系统集成都提出了新的要求,同时力感知功能是提高手术临场感的技术关键,针对上述研究热点与难点,论文设计了面向单孔腔镜手术的连续型机械臂系统并搭建了实验样机,针对切口式柔性杆展开了运动学模型、参数优化和力感知能力的研究。首先,通过分析单孔微创手术的操作要求,完成了单孔微创手术机器人腔内连续型机械臂的设计,包括多自由度末端手术钳、切口式柔性杆和刚性展开关节。提出的机械臂具有体积小、重量轻、结构紧凑、操作灵活等优点,刚柔结合的设计模式,使得系统同时具有较高的定位精度、运动灵活性和使用安全性。其次,切口式柔性杆的运动是各个柔性环变形累积的结果,其力学模型与运动学模型相互影响。基于悬臂梁理论,建立了单柔性环力学模型;将切口式柔性杆抽象处理并等效为多关节的串联机器人,利用D-H参数法和BP神经网络算法建立了其正、逆运动学模型;通过遗传算法对切口式柔性杆的关键尺寸进行了参数优化,提高了其运动性能。再次,针对微创手术机器人普遍缺乏力感知的问题,对切口式柔性杆内在的力感知能力展开研究。基于逆运动学模型,建立了切口式柔性杆的等曲率形变模型;基于虚位移原理和雅克比矩阵,建立了切口式柔性杆的虚功模型;基于最小二乘法理论和接触力学,建立了切口式柔性杆的力感知模型;搭建了力感知实验平台并验证了力感知算法的有效性。最后,采取模块化设计的方式完成了实验样机的集成工作,分别搭建了硬件平台及控制平台,使用VB编程实现了系统的运动控制。验证了所设计末端手术钳、切口式柔性杆和刚性展开关节的运动性能,并进行了连续型机械臂系统的外力干扰实验及体外模拟操作实验,验证了所设计系统的有效性。
关键词:单孔微创手术;;连续型机械臂;;切口式柔性杆;;运动学模型;;力感知模型
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3202.液力机械式自动变速器换挡过程动态建模与分析
[专用设备制造业,通用设备制造业] [2019-08-21]
随着我国经济的不断发展,汽车逐渐进入千家万户。自动挡汽车因其起步平稳、操纵方便、乘坐舒适性好、节能环保、安全可靠等优点。是未来车辆发展的方向。自动变速器作为车辆自动变速最重要的核心部件,其内部分离离合器与结合离合器的配合对整车换挡品质有很大影响。对于装备液力机械式自动变速器的车辆,动力在发动机传递至整车中存在大量未知和非线性因素,此外液体参与动力传动时表现出来的动态特性等,都给自动变速器的系统控制带来了不同程度的困难。特别是换挡过程中结合离合器的自适应控制。本文结合哈尔滨工业大学电液伺服仿真及试验系统研究所与贵州凯星液力传动机械有限公司关于“大功率液力机械式自动变速器的开发”的合作项目。对大功率液力机械式自动变速器换挡过程进行研究。首先对装备贵州凯星3000系列液力机械式自动变速器车辆的动力传动路线进行建模。分别建立发动机惯量模型、液力变矩器模型、行星齿轮传动机构模型以及整车负载模型。以整车最佳动力换挡为目标,求解出贵州凯星3000系列液力机械式自动变速器的换挡规律,并讨论行驶环境对换挡规律的影响。建立整车动力传动系统仿真平台。仿真出汽车一挡升二挡时液力变矩器涡轮转速曲线,并与实车数据进行对比,验证模型的正确性。建立贵州凯星3000系列液力机械式自动变速器换挡离合器液压控制系统模型,对模型进行仿真。并就换挡电磁阀占空比由最大值下降至某一定值时,离合器液压缸进油口油压的波动进行分析。确定最优占空比下降方式。对贵州凯星3000系列液力机械式自动变速器内部行星齿轮传动机构的运动学和动力学进行分析。将离合器-离合器式换挡过程划分为四个阶段。建立“扭矩相阶段”和“惯性相阶段”下涡轮轴角加速度、变速器输出轴角加速度与变速器输入轴转矩、制动器传递的转矩以及变速器输出轴转矩的关系。为换挡过程闭环控制提供理论依据。以换挡过程整车的动力性能与舒适性能为评价指标,搭建换挡控制单元模型。对换挡过程控制参数进行改进和优化,在提升换挡过程整车动力性能的同时保证了换挡舒适性。
关键词:液力机械式自动变速器;;离合器-离合器式换挡方式;;变速器液压控制系统;;换挡平顺性
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3203.“中国制造2025”与应用型本科机械专业创新能力培养的教学研究与实施
[专用设备制造业,通用设备制造业] [2019-08-21]
培养学生机械创新能力是当今社会对机械类工程教育的迫切要求。本研究首先分析了机械专业创新能力培养的不足及机械创新能力培养的内涵;其次围绕创新能力培养的目标,从课程体系到教学实施上,落实到理论教学、实践环节、校企合作,再到机械类创新设计训练等,介绍了应用型本科机械专业创新能力培养的教学研究,并以机械工程专业创新能力培养为目标的教学实施。
关键词:创新能力;;理论教学;;实践教学;;教学研究;;教学实施
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3204.工程机械轮胎TKPH室内机床测试方法探讨
[通用设备制造业,专用设备制造业] [2019-08-21]
对工程机械轮胎TKPH值测试中测温孔深度和位置、速度及转鼓直径进行试验研究。结果表明:测温孔深至带束层时温度最高;胎冠中心测温孔宜选取在花纹块几何中心,但胎肩部位存在不确定性;不同系列轮胎测试选取速度不同;转鼓直径越大,TKPH值越高。
关键词:工程机械轮胎;;TKPH值;;温度
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3205.机械专业产教融合实习实训体系的建设
[专用设备制造业,通用设备制造业] [2019-08-21]
实习实训是本科高校工科专业非常重要的实践课程,是大学生与未来岗位连接必不可少的纽带,也是提高大学人才培养质量的重要手段。以安庆师范大学机械设计制造及自动化专业为例,从实习实训基地、实践教学体系、师资队伍和人才培养等方面系统探讨了工科专业实习实训体系的建设,对于地方本科高校的实习教学有一定的借鉴作用。
关键词:顶岗实习;;项目驱动;;内培外引;;人才培养
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3206.新形势下机械制造企业的安全生产管理
[通用设备制造业,专用设备制造业] [2019-08-21]
在目前新形势下,机械制造业已经成为了我国主要的基本产业之一,为国民经济发展起到了至关重要的作用。本文首先对中小型机械制造企业的安全生产特点进行了详细的介绍,阐述了当前新形势下机械制造企业安全生产管理过程中所存在的一系列问题,同时针对这些问题提出了相应处理措施。
关键词:机械制造;;企业;;安全生产;;管理
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3207.机械取栓联合替罗非班治疗急性缺血性脑血管病的效果
[通用设备制造业,专用设备制造业] [2019-08-21]
目的:探讨急诊取栓过程中动脉内使用替罗非班对血管开通的有效性及并发症的探讨。方法:收集2017年急性缺血性脑血管病患者38例中,全部患者均采用机械取栓(包括单纯支架取栓、支架+抽吸导管两种方法),其中10例患者未动脉内给予替罗非班,28例患者动脉内给予替罗非班;对比两组患者TICI、治疗期间的并发症、责任血管的通畅程度。结果:两组患者治疗后,症状得到明显改善,比较机械取栓中是否联合使用替罗非班两组病例,使用替罗非班TICI、术后责任血管的通畅程度明显高于未使用替罗非班这组患者;治疗期间出血并发症使用替罗非班要略高于未使用组。结论急性缺血性脑血管病机械取栓联合替罗非班可提高TICI分级,提高脑组织灌注,提高责任血管开通率,减少开通血管的再闭塞;但同时增加术中出血的不良事件。
关键词:机械取栓;;替罗非班;;急性缺血性脑血管病
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3208.SiC材料的化学机械协同抛光研究
[专用设备制造业,通用设备制造业] [2019-08-21]
随着国家汽车工业、电子信息、航空航天和军事等领域的不断发展,碳化硅材料由其优异性能得到广泛的应用。然而,碳化硅材料硬度高,脆性大,具有难加工的特性。化学机械抛光(CMP)针对硬脆性材料可以提高材料去除率,缩短产品的生产周期,同时基于“软磨硬”原理,使得抛光后工件具有较好的表面质量。因此,CMP获得各国研究学者的广泛关注。化学机械抛光技术包括化学作用和机械作用。因此,抛光过程中不仅需要考虑化学作用和机械作用单独作用效果,还要研究化学机械的协同作用效果。本文分别研究化学作用、机械作用及化学机械协同作用对碳化硅材料去除率的影响。本文主要研究工作如下:(1)研究化学改性机理。改性为利用化学试剂与工件表面层材料发生反应,来改变工件表面层机械性能。其中,改性层厚度和硬度会影响机械去除时磨粒去除深度,进而影响CMP的材料去除率。因此,为分析化学作用对改性层厚度的影响,基于表面扩散原理和氧化模型建立化学改性速率模型,获得改性速率先线性后抛物线变化规律。并进行过氧化氢改性碳化硅实验,研究分别改变时间、浓度和温度等参数时的改性层厚度。基于薄膜力学原理,对改性层进行纳米压痕实验,获得改性层硬度随压头压入深度变化曲线,与后期机械作用的磨粒压入工件深度建立联系,从而分析改性过程对材料去除率的影响。(2)研究机械作用去除机理。机械去除过程中,抛光垫和磨粒性质均会对工件材料去除产生影响。对抛光垫表面进行特征高度建模,对磨粒进行受力分析,研究抛光垫性质、磨粒粒径和法向压力对单颗磨粒压入工件深度的影响。建立上下抛光盘的相对速度模型,研究单颗磨粒去除体积模型。计算抛光去除过程中的瞬时有效磨粒数,将单颗磨粒去除深度按瞬时有效磨粒数进行累加,获得多颗磨粒材料去除深度,对其进行积分可得材料去除率。此模型不只预测压力和速度等工艺参数对材料去除的影响,还真实的反应了抛光过程中抛光垫表面廓形、抛光垫承载磨粒能力、磨粒粒径、磨粒体积比浓度以及工件表面硬度对材料去除的影响。通过改变抛光过程的压力和速度,对碳化硅材料进行去除实验,获得压力和转速对材料去除的影响,从而验证模型准确性。(3)材料去除仿真研究。单颗磨粒去除为材料去除的基础,本文采用ABAQUS软件对单颗磨粒作用的材料去除过程进行仿真。分别用残余应力、等效塑性应变(PEEQ)和剖面高度来描述抛光后工件表面强度、材料去除量和抛光后工件表面质量,获得了压力、转速、磨粒粒径和种类等因素对残余应力,PEEQ和剖面高度的影响。进行NiP抛光实验,获得压力、转速和粒径等参数对抛光后表面质量的影响,从而验证仿真的准确性。(4)化学机械协同作用实验。在化学和机械作用基础上,通过实验研究化学机械协同作用影响效果。改性过程可有效降低工件表面硬度,使得磨粒压入工件改性层的深度变大,导致材料去除率增加。研究改性层生成速率与单位时间内磨粒去除厚度的关系,探索在化学作用下,抛光去除层材料为改性层或碳化硅基体。通过实验研究磨粒性质、抛光液中离子添加剂种类、浓度和抛光液的化学性质等对材料去除率的影响。获得在最佳抛光压力和转速下,化学机械协同作用的最优抛光液组分。
关键词:碳化硅;;化学改性;;材料去除率;;有限元仿真;;化学机械协同作用
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3209.机械制曲仿生压曲机构关键技术研究
[专用设备制造业,通用设备制造业] [2019-08-21]
随着科技的进步和工业的不断发展,我国制造业取得了举世瞩目的成就。新形势下,资源环境约束不断强化,劳动力等生产要素成本正在加速提升,调整结构、转型升级、提高质量和效益成为经济发展的主要目标,智能制造是我国制造业突破发展瓶颈的主要出路。在我国白酒行业,酱香型白酒采用大曲曲块成形过程中,仍有多数企业采用人工踩制为主,以保证曲块的质量。但曲块生产效率低,工人劳动强度较大。而现有机械制曲设备不能达到要求的曲块质量,研制一种仿人工踩曲运动的机械制曲机构对于白酒行业具有重要意义。因此本文以仿生压曲机构为研究对象,通过三维运动捕捉系统采集拟人工踩曲运动样本,从“仿生”角度进行仿生压曲进行设计、运动学、动力学及控制方面研究。本文首先利用三维运动捕捉系统对拟人工踩曲运动进行采集,通过对三维运动数据进行运动重定向匹配,将标记点空间运动信息转换为人体各关节空间运动信息。基于逆运动学求解分析各关节绝对空间三维坐标,结合几何解析法解算出各关节随时间变化的角位移。其次,通过分析拟人工踩曲运动各个关节角位移变化的影响,建立仿生压曲机构的三维模型并建立相应的动力学模型。基于D-H法、牛顿-欧拉递归算法对动力学模型进行了运动学分析和动力学分析。最后,将仿生压曲机构进行ADAMS与MATLAB联合仿真,将拟人工踩曲运动角位移规划样本采用三次样条进行插值作为仿生压曲机构的仿真驱动,MATLAB进行运动控制,基于控制律分解建立了仿生压曲机构的运动控制模型,实现仿生压曲机构复现拟人工踩曲运动。通过联合仿真,得到了仿生压曲机构的各关节运动学、动力学及脚掌接触力变化情况,为仿生压曲机构控制方案的建立提供重要依据。
关键词:仿生压曲机构;;运动捕捉;;运动学分析;;动力学分析;;联合仿真
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3210.通信设备热设计的机械结构设计措施研究
[通用设备制造业,专用设备制造业] [2019-08-21]
文章介绍了热交换的三种主要方式;阐述了通信设备热设计的要求、原则及一般设计流程;提出了一种机柜空调器+热交换器的温度控制方案。该方案节能效果明显,能够满足通信设备运行的温度环境要求。
关键词:通信设备;;热结构;;散热器;;设计方案