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面向机构构型设计的进化设计原理和方法的研究

经济全球一体化导致市场竞争愈加激烈,提高产品质量与缩短产品研发周期是提升产品竞争力的有效手段。机构构型设计是众多机械产品创新设计的关键步骤,而传统设计采用自上而下、顺序决策的方式,延长了设计周期降低了效率; 设计的局部修改也会产生链式反应,使得设计柔性与敏捷性相对不足,因此传统设计方法难以从根本上满足复杂产品创新设计的要求。借鉴生物进化趋优机制,通过对生命现象与规律的泛化,提出一种面向机构构型设计的进化设计原理与方法,以提高设计的柔性、灵活性、快速响应能力和自动化水平,满足新产品开发的需要。在吸收和采纳已有理论和方法的基础上,对该方法进行系统研究:阐明了复杂构型设计的进化设计方法的基础原理,明确了进化设计在设计领域内的概念涵义,规范了进化设计的相关定义及其表述,给出了进化设计的一种统一表达式,将进化设计的核心问题归结为进化设计路线的获取和设计基因的进化操作,从而建立了该进化设计方法的概念框架体系。提出了基于约束网络的进化设计路线  (本文共130页) 本文目录 | 阅读全文>>

《哈尔滨理工大学学报》2012年01期
哈尔滨理工大学学报

地震搜救机器人构型设计综述

0引言地震灾难发生之后,在救援的“黄金72 h”内,开展并完成救援工作能最大限度的抢救幸存者的生命以及减少灾难造成的损失.因此,及时的了解地震现场情况对救援工作的有效完成具有重要意义[1-3].但是大多数情况下,地震现场存在着诸多不确定的因素,如有害气体弥漫、地理环境的变更导致的其他危险等,这些因素导致救援人员无法第一时间在灾难现场实施救援工作[4].如果在救援人员的安全得不到充分保障的前提下强行实施救援工作,不但无法完成救援工作,而且会造成更大的损失.所以设计可替代人类进行地震搜救工作的机器人成为相关科研工作者的重要研究目标.搜救机器人从构型上划分,大体上可分为三类:足式、轮式、履带式类型.由于搜救机器人的服役环境为灾难现场,进行其构型设计时重点考虑的是越障能力、运动速度及灵活性等因素.1足式搜救机器人发展现状足式搜救机器人是具有腿部足式结构的机器人,其运动形式类似于生物.在非平坦路面上足式机器人具有良好的移动性和越障能力.在...  (本文共5页) 阅读全文>>

东南大学
东南大学

结构构型设计研究

建筑设计中结构的作用越来越明显,无论是让人惊叹的建筑造型,还是丰富的室内空间,很多建筑中结构都扮演了重要的角色。因此从整合结构与形式的角度出发,结构构型设计的研究则显得较为重要。本文以此为展开点,对结构构型设计进行了探讨,并以江苏金箔文化产业园中金冠博物馆的设计为例进行了实践研究。本文分为上、下两篇,上篇为江苏金箔文化产业园项目文本图件,下篇则为结构构型设计的研究报告,研究报告主要从四个方面展开论述。第一是梳理结构构型设计的研究内容、意义和方法,归纳了国内外相关研究现状;第二则是通过对当今一些非常有代表性的设计案例进行研究,分别从原型推演、结构仿生、力的主导以及材料和建造四个方面阐述和探讨了结构构型的策略与实现路径;第三是从建筑本体、建筑空间元素和建筑表皮三方面出发,对结构构型设计在建筑设计中的策略进行了讨论;第四是以金冠博物馆的结构设计为例,对相关的技术逻辑和操作进行具体运用。  (本文共63页) 本文目录 | 阅读全文>>

《航空动力学报》2008年11期
航空动力学报

二维高超声速吸气式飞行器部件构型设计初步研究

高超声速吸气式飞行器最显著的特点是子系统之间的耦合较其他类型飞行器更为强烈,尤以机身与发动机之间的耦合最为突出,在飞行器构型设计过程中需要将机身/发动机集成进行一体化设计[1].前体与后体既是机身的一部分也是发动机进气道和尾喷管的一部分,利用前体的预压缩和后体的膨胀作用,有效降低发动机的重量和阻力,增加发动机的推力,从而使飞行器获得较好的综合性能.当今各国设计的高超声速飞行器主要包括升力体构型和轴对称构型,升力体构型飞行器主要用于巡航用途,如NASA的Hyper-X[2]系列,俄罗斯的IGLA[3]等,轴对称构型飞行器主要用于加速用途,如美国海军的Hyfly[4]等,本文主要研究采用机身/发动机一体化设计的升力体构型飞行器.本文设计的二维一体化飞行器构型主要包括机身上表面、进气道、燃烧室、尾喷管,其中二维进气道型面设计借鉴了国防科大单模块超燃冲压发动机实验研究成果,采用三维斜楔压缩构型设计,该进气道具有较好的起动性能以及燃烧室匹...  (本文共5页) 阅读全文>>

《航天返回与遥感》2008年03期
航天返回与遥感

合成孔径雷达卫星构型设计

1引言合成孔径雷达卫星(又称SAR卫星)是自上世纪70年代末发展起来的新型对地观察遥感卫星,其有效载荷是工作在微波波段的主动式遥感器系统[1]。伸展在星体外的合成孔径雷达天线(即SAR天线)是SAR卫星有效载荷的重要组成部分,也是影响SAR卫星的构型设计的主导因素,若非特殊说明,下文中所述的有效载荷均特指SAR天线。目前成功应用的典型的SAR天线包括有源相控平面阵和网状抛物面天线等形式,其中相控平面阵的应用最多,大部分SAR卫星均采用的是相控平面阵,本文也主要针对使用该天线的卫星构型设计进行了讨论。2构型设计的任务和约束卫星构型指卫星整体基本的空间构架和形式,满足研制、发射、运行到返回(对返回式卫星)的卫星整个生命周期内不同要求的总体空间布局、舱段划分和外廓尺寸与形状等[2]。卫星构型设计是总体方案设计中的一项使所设计的卫星具体化和实物化的设计工作,具体来说,是根据研制总要求优选了卫星总体技术途径,明确了卫星的组成和接口关系,描...  (本文共6页) 阅读全文>>

《中国机械工程》2009年02期
中国机械工程

无过约束少自由度并联机器人构型设计方法

0引言少自由度并联机器人按照有无过约束的观点可分为过约束构型(超静定构型)和无过约束构型(静定构型)。过约束构型具有结构简单、刚度大等优点,缺点是运动副轴线间的几何关系要求严格。由于不可避免地存在误差,因而运动副轴线间理想几何关系难以保证,过约束将导致附加内部载荷,运动不顺畅,甚至不能装配[1-2]。一般来说,无过约束构型对运动副轴线间几何关系误差不敏感,在较大误差范围内能够自动调整并消除或减小这些误差对装配性和动力学性能的影响[3]。在平面机构设计领域,国内外一些机构学者已采用C副和S副等多自由度运动副,将平面过约束机构改造为无过约束结构,从而在一定范围内获得自动适应运动副形位误差的自调性[4-5]。在少自由度并联机器人领域,无过约束构型的设计也越来越受到重视。其方法主要有如下两类,即基于原过约束构型的消除过约束法和基于无过约束构型条件的直接综合法。笔者针对3-RRR平面并联机器人,利用C副和S副替换合适的R副设计出一系列无过...  (本文共7页) 阅读全文>>