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关键词： 初中物理   机械效率   模型图  

摘要： 对近年来各地中考题中机械效率计算的命题特点作一初步分析,并利用模型图先剖析不同类型机械的机械效率的计算公式,再结合2019年的中考试题,对各种机械涉及到的机械效率的计算题目逐一剖析应试的方法与策略.

关键词： 无碳小车   8字形路径   通用设计   工程训练   综合能力竞赛  

摘要： 为了实现无碳小车完成1~N个8字形路径并通过预设障碍桩,文中提出一种通用的无碳小车结构设计方法,只需更换不同的凸轮零件即可完成不同类型8字形路径。考虑到前轮摆角和车速为影响小车运动轨迹的两大主要因素,首先以两相切正圆形为理想的8字形轨迹,推导一定车速下的脉冲式前轮摆角规律;对该脉冲式规律进行合理修正后,获得切实可行的前轮摆角规律,并以此求解出所需的凸轮从动件运动规律,从而通过解析法获得凸轮轮廓,完成凸轮零件设计。通过对单8字、双8字和三8字为例的3种路径的求解和仿真,结果表明该结构能完成预定的8字形路径,并通过指定间距的障碍桩。文中研究为每年的全国大学生工程训练综合能力竞赛提供指导,也可对其他特殊功能的车辆设计给予参考。

关键词： 髋背机构   外骨骼   重心轨迹   D-H坐标系   牛顿欧拉法  

摘要： 下肢助力外骨骼机器人将仿人型机构与穿戴者下肢、背部贴合使用,既增强了穿戴者的负重能力,又保证人体穿戴体验具有一定的舒适性和灵活性。但人穿着外骨骼行走时,背负的载荷重心会跟随人体在矢状面内产生一个波浪形的上下运动轨迹,由此产生较大的峰值载荷,影响人体在大负重情况下的高速移动,同时也可能导致穿戴者的肌肉和骨骼遭受峰值载荷的冲击而受伤。造成此问题的原因是由于人体双腿交替屈伸使负重随着身体重心(BCOM)在矢状面的垂直方向频繁的上升和下降造成的,这种运动称为人体重心的垂直偏移。为减小这种偏移,本文在常规双驱动单元外骨骼的髋部和背部设计了一种基于连杆绳轮的髋背机构。根据人体重心在一个步态周期内垂直偏移的轨迹类似三角函数曲线的特点,引入具有往复运动特性的曲柄滑块机构作为新型髋背机构的核心部件。通过在曲柄滑块机构上增加四杆和定滑轮机构,合理配置曲柄滑块的布置方式和各杆件的长度关系,得到了一种减小背负载荷重心垂直偏移的髋背机构。人体在平直地面行走时,髋背机构由外骨骼的髋关节提供动力,通过连杆绳轮驱动负重做与人体重心垂直偏移相反的运动,从而达到减少重心垂直偏移的目的。基于工作原理并结合人体下肢生理尺寸,按照结构假设、受力分析、ANSYS校核和结构优化的步骤分别对髋背机构进行了详细结构设计和静力学分析。基于人体的步态特性对髋背机构减小垂直偏移的功能进行了运动学分析。将人体躯干和一侧下肢的大腿、小腿、足四个体段简化为四个串联的杆件,通过利用标准型D-H坐标系建立的人体下肢运动学模型推导出人体重心轨迹的正向运动学方程,获得了未装备髋背机构人体重心的垂直偏移值。利用机构设计理论推导出由下肢经过髋背机构驱动的负重重心的轨迹运动方程,得到了装备髋背机构时负重重心在矢状面Y轴方向上下波动值。装备髋背机构之后重心最大垂直偏移值由51.3mm减小至10.1mm,说明髋背机构对减小负重重心轨迹的波动有显著成效。将人体简化为一个七杆模型并选择牛顿欧拉法对步态周期中的右腿支撑相进行了动力学研究。利用比标准D-H坐标系统更简洁的改进型D-H坐标系统建立了七杆动力学模型,并结合牛顿欧拉法得出了下肢各个杆件的加速度等动力学参数的表达式。在动力学方面,新型髋背机构通过减小负重重心垂直偏移可以减少负重重心被双腿抬高时产生的势能和重心下降时所产生的动能。新型髋背机构给下肢助力外骨骼机器人带来性能改善,能较显著减少髋关节在外骨骼在一个步态周期内所产生的力矩,从而降低外骨骼系统的能量消耗,延长外骨骼机器人的续航时间。

关键词： 滑轮组   机械效率   有用功  

摘要： 滑轮计算题在初中物理学习阶段占有很大的比重,为机械效率计算题目的主要题型。涉及的计算题型包括:水平滑轮组从泥淖里拖车,倾斜滑轮组在斜面上拉物体,竖直滑轮组在地面上吊起物品,竖直滑轮组在水里吊起物品,竖直滑轮组在水中和空中吊起物品混合型题目。每种题型又分为:动滑轮质量不可忽略和可以忽略,绳重和绳子与滑轮的摩擦可以忽略和不可以忽略。共计20多种题型。各种滑轮组题型在每年各地中

关键词： 自锁   静摩擦   斜坡堤   工程机械  

摘要： 孟加拉Mirsarai海岸防护项目工程护底块体采用100 cm×80 cm×60 cm长方体混凝土块体。在块体生产堆放过程中,须采用夹块机运输,但在安装时由于该护底块未设计吊钩,故无法采用吊车安装,只能用长臂挖机安装液压夹进行夹块安装。液压夹故障率较高,且夹块困难,安放时力度不好控制,容易造成块体间的碰撞损伤。为此,对现有的机械设备做出改进,根据物理学中的静摩擦自锁现象,制作出自锁型夹子。该夹子在夹块时仅仅依靠夹子橡胶复合结构和混凝土块自身重力产生的摩擦力夹紧块体,而安放时仅须旋转挖机斗改变受力钢丝绳来松开块体,无须人员辅助,有效地解决了块体安装过程中机械伤的问题。同时,由于自锁型夹子制作简单、维修方便,因此提高了生产效率、降低了成本。

关键词： 消防牵引机械手   高压消防水带   消防作业   机械自锁  

摘要： 根据实际消防作业需求,运用有限元法的结构优化设计,研发了一种新颖、实用、轻巧、可靠的消防牵引机械手,可以实现高压消防水带的快速搬运,夹紧可靠,结构刚性良好,能够实现机械自锁。该牵引机械手可以广泛应用于消防演习和火灾现场,有效降低消防员的工作强度,提高消防作业效率。

关键词： 模糊综合评判   相对隶属度   从动件运动规律   权重分配   层次分析法  

摘要： 目前凸轮从动件运动规律的选择大多依靠专家推荐,根据使用要求确定。这种选取方法所选曲线并不一定是最优的,往往会造成机械产品运行不稳定、振动、生产效率低等问题。针对这个问题,拟采用模糊综合评判原理对凸轮从动件运动规律进行评判,根据凸轮从动件的使用场合及要求科学合理的选取最优的凸轮从动件运动规律。为了降低专家定权法在权重分配时的主观性,引入层次分析法得出各影响因素在评判中的权重系数。根据越小越优相对隶属度公式构造出隶属度矩阵,以期尽可能多的反映特征值所包含的信息。实例表明,与传统的依靠设计经验选取从动件运动规律相比,运用模糊综合评判方法更加准确科学。

关键词： 盘形凸轮   偏心误差   从动件运动规律   转角误差   最大误差   转角位置   正弦  

摘要： (上接2019年第7期)但当θ≠0时,曲线就变成图5所示,不容易判断出它的正弦形状。特别是当θ=90°时,曲线呈图6所示的钟形,更难判断。但笔者用适当增补曲线的方法,使图形呈现明显的正弦形。例如,在图5中把0°到θ之间的一段、在图6中把0°到90°之间的一段接到360°之后。我们知道,θ是任意出现的。但对于具体的某一个被测凸轮来说θ是一个固定的值。在分析偏心误差引起的转角误差时,总是指可能出现的最大误差,所以应确定最大转角误差的数值及其所处的转角位置。

关键词： 盘形凸轮   升程测量   偏心影响   校正方法  

摘要： 由于凸轮测量基准和凸轮的工作基准不重合,凸轮升程测量数据并不能完全反映凸轮工作时从动件(挺柱)的运动规律。本文采取测量数据向工作基准校正的方法来排除偏心的影响,从而使测量数据真实反映凸轮工作时从动件的运动规律。

关键词： 启发式教学   凸轮机构   应用  

摘要： 根据凸轮机构的教学目标和学生的学习规律,以生为本,采用多种方式,以启发学生的思维为核心,引导学生主动、积极、自觉地掌握知识,调动学习积极性,达到学以致用的目的。