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.
针对结构和行驶路况复杂的X06E六轮驱动全地形车,建立了其整车刚体动力学模型,通过对车身进行模态分析,提取了车身柔性体模型,从而建立了 X06E六轮驱动全地形车刚-柔耦合系统动力学模型.针对某试验场减速坎实际尺寸建立了相应的路面模型,并以此为输入进行了 X06E六轮车瞬态动力学仿真分析,与试验场减速坎路面实际行驶工况采集的车轮垂直力和车身应变进行了对比验证.结果表明:无论是车轮垂向力,还是车身应变,仿真和试验结果趋势和幅值吻合较好,为六轮驱动全地形车动态设计和分析提供了参考.
针对齿轮啮合强振动干扰下滚动轴承微弱故障特征提取难的问题,提出一种最大重叠离散小波包变换(MODWPT)和最大相关峭度解卷积(MCKD)相结合的滚动轴承早期故障诊断方法.首先采用MODW-PT 方法将复杂的轴承故障振动信号分解为若干分量,然后依据峭度准则,选取峭度较大的分量进行MCKD滤波,最后对滤波后所得信号做Hilbert包络分析,将包络谱呈现的频率特征与理论故障特征频率相比较,识别故障特征,实现故障诊断.通过轴承故障的仿真及实验研究,并对比单一 MCKD方法和EMD-MED方法的提取效果,说明该方法可以在一定程度上抑制齿轮啮合强振动及噪声的干扰,增强并有效提取出滚动轴承早期低频微弱故障特征.
针对石油钻井井控装置中放喷管线的外表面打磨清理困难,人工打磨效率低且危害操作人员身体健康的问题,设计一种自动打磨爬行机器人.通过对打磨机器人进行受力分析,确定其内部打磨模块总力矩;同时利用COMSOL有限元仿真分析软件对打磨机器人进行仿真模拟,分析了其外壳与打磨片的应力、位移和应变情况,并对该机器人进行了结构优化.最后进行了自动打磨爬行机器人试验测试,结果表明该机器人对放喷管线外壁杂质可有效去除,打磨后表面整体光滑并可见部分金属光泽,满足后续检测需求.
装载机在作业时工况恶劣,其驱动桥中的齿轮系统热-机负载较大,其疲劳性能决定了整机可靠性.针对装载机在服役期间轮边减速器齿轮接触疲劳问题,对其进行了有温度场与无温度场两种情况下的疲劳寿命分析.首先建立了齿轮单齿啮合的有限元模型,跟据传热学理论计算了疲劳试验加速加载谱工况下齿轮的热边界条件.随后对其温度场与应力场进行了求解,得到了啮合齿轮在各级载荷下的温度分布与应力分布.最后对齿轮接触疲劳寿命进行了评估并与台架试验结果进行了对比,结果表明:有温度场作用的疲劳寿命更接近实验结果.研究为齿轮系统的优化及抗疲劳设计提供了参考.
