变刚度

摘要： 设计出一种副车架与横置板簧集成式变刚度推杆悬架,通过ADMAS/Car建立刚柔耦合悬架模型;悬架刚度测试低、高刚度分别为294.52N/mm,952.62N/mm;集成式变刚度悬架性能计算表明:C特性下低刚度模式参数变化范围小,高刚度模式下俯仰角加速度最大值性能改善29.09%:有效值性能改善31.20%:侧倾角加速度最大值性能改善17.50%:有效值性能改善22.47%:横摆角加速度最大值性能改善-0.96%:有效值性能改善-1.63%,性能略微变差:针对俯仰角与侧倾角振动幅值过大问题,通过对避震系统优化设计,俯仰角加速度最大值与有效值性能进一步提升30.24%、34.02%;侧倾角加速度最大值与有效值性能进一步提升22.67%、10.87%;计算安全系数为5.23,符合安全设计要求。

摘要： 提出一种基于永磁弹簧的变刚度机器人关节驱动器,采用蜗轮、蜗杆驱动绳索调整永磁弹簧气隙间距,实现驱动器变刚度控制;分析基于绳索-永磁弹簧组的关节驱动器变刚度原理并进行结构设计,对变刚度收线蜗轮、蜗杆结构参数进行设计计算。

摘要： 设计一种新型结构的连续型机器人。该机器人以螺旋弹簧为主干,采用线驱动的方式,可实现平面内单自由度弯曲。通过建立机器人运动学模型,得到驱动线位移-柔性关节弯曲角度的对应关系。提出一种通过改变驱动线张力实现连续型机器人变刚度的方案,对柔性关节分别建立力学模型和Adams模型,进行理论和仿真分析,通过实验对所提出的运动学模型与变刚度方案进行了验证。

摘要： 相比于刚性机械臂,软体机械臂具有高柔顺性、安全性和更强的环境适应性,在狭小空间作业、易碎物品抓取和人机交互场景中有不可替代的作用,因此受到国内外研究人员的广泛关注。在进行软体机械臂的开发时,需用利用外部设备进行运动数据测量,光学动作捕捉系统作为一种高精度测量设备,广泛应用于软体机器人相关研究中。在此基础上介绍了软体机器人研究重点和研究趋势,以及这其中动作捕捉系统的具体应用。

摘要： 为了抑制变刚度电液串联弹性机械臂振动幅度,设计反演自适应模糊滑模控制器,并对机械臂输出效果进行仿真。创建新型变刚度电液串联弹性机械臂,给出阀内流体流动分布的非线性控制方程式。针对传统滑模控制器进行改进,将输入整形技术与模糊逻辑系统相结合,设计反演自适应模糊滑模控制器。引用李雅普诺夫函数对控制器的稳定性进行证明,保证系统的状态变量到达并保持在滑动面上。采用MATLAB软件对机械臂角位移、角速度和转矩变化进行仿真,与滑模控制器输出结果进行对比。结果显示:在无干扰环境中,采用滑模控制器和反演自适应模糊滑模控制器,机械臂运动轨迹与期望轨迹的误差较小,振动幅度较小;在有波形干扰环境中,反演自适应模糊滑模控制器控制效果明显优于滑模控制器,机械臂运动轨迹与期望轨迹的误差较小,振动幅度较小,自适应调节时间较短,无超调量发生。采用反演自适应模糊滑模控制器,能够抑制变刚度电液串联弹性机械臂振动幅度,减小其输出误差。

摘要： 在兼顾软体抓持装置顺应性的前提下,为进一步提升其承载能力,提出一种采用磁流变液变刚度控制的流体驱动式模块化软体仿生象鼻机构。建立了仿生象鼻关节变形量和刚度理论数学模型;利用有限元分析方法基于Yeoh模型对不同结构参数的仿生象鼻关节进行了变形仿真分析,在相同压力下优选出了变形量最大的模型结构和确定了最佳输入气体压力值;对关节变形后两端电磁铁的叠加磁场分布进行了有限元仿真,通过分析磁场分布均匀性初步确定了两端电磁铁形成磁场的最佳距离即关节长度;最后对不同长度关节进行了变形仿真分析,综合考虑磁场分布均匀性和变形量,通过两者的最优组合确定最终关节长度,验证了仿生象鼻的多自由度变形和可变刚度特性。

摘要： 基于有阻尼受迫振动微分方程,建立高吸能变刚度缓冲装置的动力学仿真模型,以航炮后坐力最小为目标函数,以缓冲装置结构参数值为约束条件,通过采用带精英策略的非支配排序的遗传算法对模型进行优化设计,获得最优后坐力控制参数,对高吸能变刚度缓冲装置和原单刚度普通弹簧液压缓冲装置对航炮减后坐力效果进行验证。结果表明,所建立的高吸能变刚度缓冲装置动力学仿真模型能够对动力学特性进行准确预测,尤其是在后坐位移和前冲位移小的条件下,高吸能变刚度缓冲装置比原单刚度普通弹簧液压缓冲装置后坐力平均值减小12.9%,前冲力平均值减小72.3%,提高了航炮射击稳定性和射击精度。

摘要： 基于折纸折叠原理启发的新构型的开发与应用日益成为相关领域的研究热点,其中,平面折痕的设计、三维形体的折叠、构型的运动特点、自由度及与之相配合的驱动设计都是需要解决的问题。首先,在经典的Water-Bomb折纸基本单元的基础上设计出具有单自由度的非汇交折叠单元的平面折痕,将基础折痕进行组合设计以及三维折叠设计,得到两种具有一定刚度且可实现折叠运动的立体单元:可折叠式移动副、可折叠式转动副。同时,由可折叠式转动副启发设计出一种可与基础非汇交单元相配合的软体驱动,并与两种立体单元进行组合,实现了对立体单元的稳定控制;在实验中发现,软体驱动对立体单元输入角的控制可同时控制立体单元的刚度。将两种立体单元进行串联,设计出能够实现完整跨步行走动作的折纸腿及步行机器人,并实现了机器人的行走仿真实验及跨越阶梯实验,得到折纸腿在跨越阶梯时的最大裕度,验证了两种变刚度单元在行走、跨步过程中的特殊性能。

摘要： 提出了一种变刚度滑移支座(NonlinearSpring-FrictionBearing,NFB),该支座由非线性圆锥弹簧和平面滑移支座组成;结合支座构造特点和工作原理建立了该支座的理论模型;利用有限元软件建立支座的实体模型,研究其滞回性能和应力分布状态,并分析圆锥弹簧关键参数对滞回特性的影响;将NFB和常见定刚度滑移支座应用于单层球面网壳进行三向地震作用下的时程分析,考察其隔震性能,并引入隔震系数对结构整体隔震效果进行评估.结果表明:NFB可有效降低多维地震下网壳结构的地震响应,且相对定刚度滑移支座有更好的节点相对位移、支座位移控制能力和支座自复位能力.

摘要： 为研究变刚度组合连续梁的有效宽度,采用有限元软件AnsysAPDL建立3跨变刚度组合连续梁空间有限元模型,计算组合梁关键截面混凝土板的有效宽度和纵向应力分布,进行4种常用中外规范的适用性评估,以及变刚度区域底板混凝土构造和钢与混凝土界面的抗剪刚度对混凝土顶板有效宽度和纵向应力分布的影响分析。结果表明:在边跨跨中截面和中跨支座截面,用英国规范和日本规范计算出的混凝土顶板有效宽度与有限元的计算结果较为吻合,差距在15%以内;在中跨支座附近的变刚度段内,底板的栓钉抗剪刚度变化只对中跨截面顶板的有效宽度有影响;全桥栓钉的抗剪刚度退化至0.1倍初始刚度之前,对顶板的有效宽度和纵向应力分布影响较小,变化在5%以内;当各关键截面栓钉抗剪刚度分别降低时,仅相应截面处的有效宽度和顶板纵向应力分布受影响,相同退化条件下,支座截面受影响最大。

摘要： 对于有复杂载荷的变刚度超静定梁,常用的方法无法求得解析解.提出了一种快速求解变刚度超静定梁解析解的连续分段独立一体化积分法.该方法首先将梁进行连续分段,建立一种复杂载荷下变刚度梁求解的通用力学模型,从该模型推导出任一截面的具有四阶导数的挠度微分方程.然后独立积分四次,得到挠度的通解.再根据边界条件和连续性条件确定积分常数.用Maple语言开发出相应的求解解析解程序,实现了对复杂载荷变刚度超静定梁解析解的计算机求解.在连续曲线形变刚度超静定梁模型建立和求解推导过程中,不需进行载荷和梁结构的简化,工程实例表明,连续分段独立一体化积分法编程程式化,可以得到一体化解析解,不仅适用于等截面梁,而且适用于变截面梁,不仅适用于静定梁,而且适用于超静定梁.

摘要： 针对某高层建筑大柱网结构引起的内外柱荷载差异大的情况，采用桩基变刚度调平方法，对荷载集中度高的中柱基础变桩长变桩径以增加刚度，中柱基础采用直径800mm桩长40 m灌注桩，边柱基础采用直径600 mm桩长25 m灌注桩，内外柱基差异沉降问题得到了解决。

摘要： 通过自主开发和技术创新，取得中型越野车变刚度悬架螺旋弹簧材料核心技术突破，成功研制出具有先进技术水平的高轻量化、高可靠性、变刚度和大行程的悬架螺旋弹簧，应用全地形中型越野车。在国外弹簧材料与国内现有弹簧材料研究与分析的基础上，自主研制出的中型越野车悬架弹簧新材料50CrMnSiVNb弹簧钢。该新型弹簧材料具有高强度、高塑性、低成本和优良的工艺性，满足高轻量化、高疲劳性能和低弹性衰减的中型越野车悬架螺旋弹簧技术要求，是中重型越野车变刚度悬架螺旋弹簧的优良材料。

摘要： 结构振动控制是有效的抗震和抗风的理论与方法。控制系统按照是否需要输入外部能量及其大小,通常分为三类：rn 被动控制、主动控制和半主动控制。半主动变刚度控制是半主动控制的经典控制方式之一,结合了被动控制和主动控制的优点,具有耗能小、稳定性好等优点,是目前振动控制在土木工程领域应用的前沿性课题。半主动变刚度控制是一种易于工程应用的结构减震方法,通过合理措施,可达到经济、高效的目的。主动变刚度控制已用于国内外多座新建建筑的抗震设计和已建建筑的抗震加固。本文以结构半主动控制系统为对象,研究变刚度装置位置优化,寻找出最优的位置组合,以发挥变刚度控制系统的最优控制效果。

摘要： 本文详细介绍了一种变刚度等应变橡胶轴箱弹簧的结构特点,通过静刚度及疲劳试验表明：与老结构相比,此种结构能够满足主机厂提出的新技术参数的要求,并且具有优异的疲劳性能和使用可靠性。

摘要： 框筒、框剪结构高层建筑以及高低连体的大底盘基础设计中,通过调整地基和基础的刚度分布,可有效的协调和控制基础差异沉降,而当高层部分采用桩基时,根据地层分布特点采用变桩长又是实现地基基础变刚度最科学有效、经济合理的途径。结合北京某工程的基础设计,探讨采用变桩长实现地基基础变刚度调平设计的方法及效果。该工程塔楼采用桩基,核心筒桩长约为外围框架柱桩长的2倍;裙房及纯地下室采用天然地基。观测结果表明,塔楼筒柱间差异沉降最大仅万分之五,主裙之间的差异沉降不超过千分之一。基桩费用节约约40％,承台内力显著减小。

摘要： 以LMS Virtual.LabMotion为建模环境，建立了某型飞机双缝襟翼运动机构变刚度动力学模型，通过改变支撑刚度等参数，以LMS DADS求解器快速精确求解襟翼运动机构动力学方程。在后处理中，分析 了支撑刚度等参数对运动机构的影响，为研究襟翼运动机构的振动、冲击、优化设计提供了基础。

摘要： 以LMS Virtual.Lab Motion为建模环境，建立了某型飞机双缝襟翼运动机构变刚度动力学模型，通过改变支撑刚度等参数，以LMS DADS求解器快速精确求解襟翼运动机构动力学方程。在后处理中，分析了支撑刚度等参数对运动机构的影响，为研究襟翼运动机构的振动、冲击、优化设计提供了基础。

摘要： 探讨了在实现桩筏基础变刚度调平过程中,筏板厚度合理确定的方法。分析表明,通过适当地改变布桩形式、桩长等因素,能够改善筏板的碟形沉降,同时可以使筏板的弯矩和厚度大为减小,建筑物的内力也相应减小,真正实现桩筏基础设计上的整体优化。

摘要： 由于正交各向异性变厚度板的控制微分方程较为复杂，只有在特殊情况下才能求出解析解，一般只能通过数值方法求其近似解。根据经典结构理论对这类结构进行分析计算常常产生较大的误差，因而要求建立精化的各向异性板壳理论。本文通过引入Levy型的解，问题可归结为变系数常微分方程的求解，采用积分方程和样条函数研究了任意分布载荷下两对边简支单向非均匀变厚度正交各向异性矩形薄板的弯曲问题，获得了问题的一般渐近解析解，且精度较高。本文的方法思路，对于新兴的功能梯度材料的弯曲计算具有借鉴意义。

摘要： 一种基于几何变刚度的柔性驱动器及其多重耦合变刚度方法，该驱动器包括：自上而下依次堆叠的膨胀覆膜、中间膜、阻塞层和阻塞密封膜，以及用于连接的密封边，密封边一端与膨胀覆膜和中间膜相连，另一端与阻塞密封膜相连形成密闭空间，中间膜两端与膨胀覆膜相连形成膨胀气室，阻塞密封膜与中间膜通过密封边形成负压阻塞气室，阻塞层设置于负压阻塞气室内。膨胀覆膜和中间膜连接处设有充气管。密封边上设有抽气管。本发明能够显著放大层间阻塞技术的变刚度性能，并大幅提升其承载能力，与传统的层间阻塞技术具有良好的兼容性，结构简单、低成本、快速高效、易控、质轻。

摘要： 本发明提供了一种机器人变刚度机构及柔性交互变刚度抓取装置，所述机器人变刚度机构包括驱动部件、固定部件、导向部件、滑动部件、记忆合金棒和输出端，所述导向部件沿长度方向设置于所述固定部件和所述输出端之间；所述滑动部件活动穿设于所述导向部件以及所述记忆合金棒上与所述驱动部件连接，所述驱动部件用于驱动所述滑动部件于所述导向部件上移动；所述记忆合金棒于所述固定部件相连，所述滑动部件用于调整所述记忆合金棒朝向所述输出端伸出所述滑动部件的长度，同时调整所述滑动部件与所述输出端之间的距离，从而调整所述机器人变刚度机构的刚度。本发明的技术方案有利于达到调整刚度的目的。

摘要： 一种变刚度直线驱动装置及变刚度方法，它包含第一直线驱动器、第二直线驱动器、变刚度模块、触舌组件和机架；第一直线驱动器布置在机架的一侧，第一直线驱动器驱动滑块在机架上移动；机架上设置有触舌组件，触舌组件包括触舌和弹簧；弹簧的两端抵靠在触舌和机架上，触舌可由滑块驱动移动；第二直线驱动器包括由第二电机驱动的第二丝杆，第二电机固定在机架的另一侧，变刚度模块包括模块座、轴向止推转动件、两个驱动螺母和两个非线性弹簧，轴向止推转动件、两个驱动螺母和呈拮抗布置的两个非线性弹簧布置于模块座内。本发明通过拮抗布置的非线性弹簧，调节刚度，实现驱动器的不同柔性，提高了驱动的适应性。

摘要： 本发明公开了一种通过改变弹簧预紧力实现变刚度的变刚度机构及柔性关节，所述变刚度机构包括驱动轴、变刚度驱动盘、滑块、轴套、弹簧底座和弹簧。所述柔性关节包括变刚度机构、刚度调节电机、中间驱动机构和一体化驱动机构。所述的变刚度驱动盘经中间驱动机构被刚度调节电机驱动，变刚度驱动盘输出端面均布有T形槽，其轮廓线为三维曲线，可使在其中运动的滑块滚子沿曲线转动的同时沿轴向移动，从而使与弹簧底座固定连接的弹簧轴向运动，使弹簧的伸缩量发生改变，导致弹簧的预紧力发生改变来实现刚度的调节。本发明的柔性关节是通过改变弹簧预紧力实现变刚度的柔性关节，具有结构紧凑、响应快的特点。

摘要： 本发明涉及仿生机构技术领域，更具体地，涉及一种变刚度装置及其变刚度方法及刚度模型的建模方法，变刚度装置包括定平台、动平台，所述定平台与动平台转动连接构成关节支架，所述关节支架的两侧均设有柔性构件，所述动平台、柔性构件、定平台通过驱动机构顺次传动连接。本发明通过对人体骨肌系统的仿生，动态模拟调节人工肌肉的刚度，实现模仿人体手臂刚度可调的控制。

摘要： 本发明公开了一种通过改变弹簧预紧力实现变刚度的变刚度机构及柔性关节，所述变刚度机构包括驱动轴、变刚度驱动盘、滑块、轴套、弹簧底座和弹簧。所述柔性关节包括变刚度机构、刚度调节电机、中间驱动机构和一体化驱动机构。所述的变刚度驱动盘经中间驱动机构被刚度调节电机驱动，变刚度驱动盘输出端面均布有T形槽，其轮廓线为三维曲线，可使在其中运动的滑块滚子沿曲线转动的同时沿轴向移动，从而使与弹簧底座固定连接的弹簧轴向运动，使弹簧的伸缩量发生改变，导致弹簧的预紧力发生改变来实现刚度的调节。本发明的柔性关节是通过改变弹簧预紧力实现变刚度的柔性关节，具有结构紧凑、响应快的特点。

摘要： 本发明属于变刚度装置技术领域，尤其涉及一种变刚度机构及变刚度方法，包括支撑件、固设于支撑件一侧的固定端、滑动安装于所述支撑件的移动端以及连接于移动端和固定端之间仿生映射人体骨骼肌纤维的变刚度组件，所述移动端连接有仿生映射人体骨骼肌肌腱的柔性件，且柔性件远离移动端的一端连接有用于带动移动端沿着支撑件移动从而带动变刚度组件拉伸以改变机构刚度的调节组件，通过柔性件仿生人体骨骼肌肌腱，并通过变刚度组件仿生人体骨骼肌纤维，在实际操作时，利用调节组件带动移动端沿着平行于固定端侧面方向移动，并拉伸柔性件和变刚度组件，进而实现机构的刚度调节，刚度调节较为顺滑。

摘要： 本发明涉及一种拮抗式变刚度结构及拮抗式变刚度柔性驱动器，其结构为：主轴；输入盘，输入盘可旋转的穿设于主轴上，输入盘上对称式的安装有两个变刚度滑块；螺线齿轮，螺线齿轮可旋转的穿设于主轴上，螺线齿轮上开设有两条螺旋槽；以及变刚度底板，变刚度底板的另一侧侧壁上固定卡接有输出板，变刚度底板的一侧侧壁上安装有两个变刚度杠杆，变刚度杠杆的一端底部安装于变刚度底板上，变刚度杠杆的另一端上部拉结有拉簧。本发明中以拉簧及变刚度杠杆构成拉簧杠杆结构，并通过呈阿基米德螺线状的螺旋槽约束、调节滑块柱，从而改变拉簧杠杆结构中受力支点的位置，借此改变变刚度杠杆力臂长度，进而最终改变输出板的输出刚度。

摘要： 本申请公开一种变刚度装置，包括：变刚度机构、驱动机构和固定机构，其中，固定机构包括第一固定部和第二固定部；变刚度机构的纵轴方向的一端与第一固定部相连接，另一端与第二固定部相连接；驱动机构包括柔顺结构件，柔顺结构件的第一端被牵引沿纵轴方向有位移，第二端连接变刚度机构，柔顺结构件，被配置为基于被牵引的第一端的运动向变刚度机构施加非纵轴方向的横向力；变刚度机构呈圆周阵列分布与固定机构相连接。本申请的变刚度机构可以实现刚度大范围连续变化。本申请解决现有技术中隔振装置的刚度变化较小、结构复杂且驱动装置体积大的技术问题。

摘要： 本实用新型涉及一种变刚度模块及模块化柔性变刚度驱动机构，变刚度模块中，基座与凸轮可转动连接；平头轴随刚度电机的输出轴转动；刚度调节结构包括T型丝杠、弹簧压缩块、导向支撑架、弹簧结构、连接块和凸轮随动件，T型丝杠随平头轴转动，弹簧压缩块螺接在T型丝杠上，弹簧压缩块沿导向支撑架滑动，弹簧结构与弹簧压缩块和连接块连接，凸轮随动件安装在连接块上；凸轮的内轮廓壁与凸轮随动件啮合，凸轮的外轮廓壁与外部负载连接。与现有技术相比，本实用新型在变刚度模块中，刚度电机的输出轴通过传动结构连接至T型丝杠，从而带动弹簧压缩块对弹簧结构进行压缩，使得凸轮发生转动，实现了变刚度特性，结构简单，成本低，适用范围广。