This study presents a novel deformable wheeled robot based on an origami mechanism, designed to address the limited environmental adaptability of traditional wheeled robots. The research begins by rigorously establishing the fundamental parameters of the origami unit through an in-depth analysis of the Miura origami motion principle and a comprehensive study of the correlation between geometric parameters. Leveraging the theory of origami thickening, the origami unit is thickened and integrated into the design of the deformable Wheel-Legged mechanism. Controlled by a single motor, four Wheel-Legged structures enable seamless transformation between wheeled and legged forms. The paper provides a comprehensive analysis of the robot’s deformation, obstacle crossing, and other motion processes. Furthermore, it thoroughly investigates the effects of various gaits on the stability of the robot’s movement, followed by rigorous simulation and experimental verification. The experimental results unequivocally demonstrate the robot’s capability in deformation, steering, and obstacle avoidance.
为有效提升下肢外骨骼设计过程中机会把握、需求提取和技术实施的可行性,以及患者需求的满意度,提出一种用户需求导向融合模型,为设计下肢外骨骼产品提供指导.在该融合模型框架下,通过社会-经济-技术分析模式对潜在市场机会进行定位;结合层次分析法提炼用户核心需求并计算权重;通过质量功能展开法分析存在于工程因素间的矛盾;利用发明问题解决理论描述、判别并解决上述矛盾,并转化为设计建议.得到3对技术矛盾和对应的3种解决方式,运用融合模型法实现了下肢外骨骼的创新设计,从多理论融合的角度为用户需求的满足提供了新思路.
针对产品模块化设计过程中易受设计人员个人经验等主观因素的影响,导致产品设计效率不高,甚至设计不合理等问题,提出一种基于设计结构矩阵(Design Structure Matrix,DSM)、最小描述长度理论(Minimum Description Length,MDL)与可适应性评价的产品模块化设计方法.以电动卡丁车模块化设计为例,在模块划分阶段,分析产品各零部件间的关系,构建综合设计结构矩阵,采用层次分裂聚类算法和K-Means聚类算法对矩阵进行分析,得到多种模块划分结果;在方案评价阶段,先通过对比两种不同算法方案的MDL值结果,筛选出更合理的算法方案,再通过可适应性评价方法针对算法方案进行评价,得出最终结果.研究结果验证了基于DSM,MDL与可适应性评价的产品模块化设计方法在模块化设计过程中的合理性和可行性,为产品模块化开发过程中的模块合理划分提供参考.
为改善城市居民对家庭种植设备的满意度,提高产品功能性与实用性,以用户核心需求为导向,提出一种融合文本挖掘、结构方程模型(Structural Equation Modeling,SEM)和TRIZ的设计方法.以种植机用户在线评论文本为来源,通过文本挖掘快速获取产品的用户需求;采用SEM探讨用户需求的层次结构,并确定其主次关系,找出其创新点和矛盾点,将其描述成相应的物理矛盾与技术矛盾,根据TRIZ理论发明原理对矛盾问题进行解耦;对家庭智能蔬菜种植机进行改进设计.将评论文本挖掘、SEM与TRIZ理论进行创新性结合,可得到产品的潜在需求,设计出的种植机符合使用环境要求,为该类产品提供新的设计思路.
蜂窝夹层板的研究主要集中在等效模型的刚度等效研究上,而对于蜂窝板及等效模型的切应力研究相对较少.文中建立了蜂窝夹层板的有限元模型,研究了蒙皮厚度对蜂窝切应力的影响,当蒙皮厚度与蜂窝夹层板厚度之比较大时,忽略蒙皮切应力会使蜂窝芯子切应力偏大;研究了通过三明治夹芯板等效模型仿真得到的应力数据换算为蜂窝芯子切应力的方法;最后分析得到了不同约束条件下三明治夹芯板剪力的分布,并计算了切应力.
