串联式仿生复合悬架系统动力学特性研究

1

作者 李占龙 周俊贤 +4 位作者 张正 高山铁 刘志奇 墨海波 郝鹏祥 《振动与冲击》 北大核心 2025年第8期42-48,100,共8页

针对高速-重载履带式全地形车悬架减振性能提高的问题,将扭杆弹簧与仿生“Z”字形缓冲结构结合,设计了一种结构紧凑、抗冲击能力强的串联式仿生复合悬架系统。以单个悬架系统作为研究对象,进行仿真建模和动力学特性仿真分析,研究表明,... 针对高速-重载履带式全地形车悬架减振性能提高的问题,将扭杆弹簧与仿生“Z”字形缓冲结构结合,设计了一种结构紧凑、抗冲击能力强的串联式仿生复合悬架系统。以单个悬架系统作为研究对象,进行仿真建模和动力学特性仿真分析,研究表明,串联式仿生复合悬架系统静、动态特性参数值均在合理的范围内。在相同路面等级下,随着车速增加,串联式仿生复合悬架系统车身垂向加速度均方根和悬架动挠度均方根的相对增长率均有降低;随着路面等级和车速的增加,串联式仿生复合悬架系统车身垂向加速度传递率(1.7%~2.4%)的数值呈下降趋势;串联式仿生复合悬架在2~3 Hz出现共振峰,避开了人体的敏感频率段(4~8 Hz),表现出良好的频率响应特性,符合悬架设计要求。该系统的提出也为高速-重载履带式全地形车悬架提升减振性能提供了新的思路。 展开更多

关键词 高速-重载 履带式 仿生学 悬架 串联式 动力学

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锂离子电池叶脉状液冷散热通道设计与优化 被引量：2

2

作者 许重阳 詹森 曾力 《汽车工程学报》 2025年第1期11-21,共11页

为提升锂离子电池组热安全性,提出了一种具有叶脉状仿生通道的液冷锂电池热管理结构。使用流体力学软件STAR-CCM+对模型的散热性能进行分析与优化,采用正交试验极差法,研究了冷却板通道数N、通道宽度W、入口流量Q等多参数耦合对电池最... 为提升锂离子电池组热安全性,提出了一种具有叶脉状仿生通道的液冷锂电池热管理结构。使用流体力学软件STAR-CCM+对模型的散热性能进行分析与优化,采用正交试验极差法,研究了冷却板通道数N、通道宽度W、入口流量Q等多参数耦合对电池最高温度T_(max)、平均温度T_(avg)、表面温差ΔT和冷却液压降Δp的影响。结果表明,N和Q是影响冷却性能的主要因素,W是次要因素,并且在N=12,W=8 mm,Q=25 g/s时冷板的综合性能最佳,优化后的叶脉状冷板比S型冷板的T_(max)低了1.32%,T_(avg)低了0.64%,Δp低了88.2%。 展开更多

关键词 锂离子电池 电池热管理系统 叶脉状仿生通道 正交试验

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抗纤维化与促“H”型血管核壳结构生物支架修复临界骨缺损

3

作者 李永航 李文铭 +5 位作者 严才平 王星宽 向超 张袁 蒋科 陈路 《中国组织工程研究》 CAS 北大核心 2025年第16期3420-3431,共12页

背景:在骨组织愈合过程中,促进新生骨的血管化是加速骨组织修复的常用策略,然而骨缺损修复过程中过快的纤维化进程常常被忽略。目的:设计并制备一种具有调节新生骨痂内纤维化及血管化进程的核壳结构仿生支架,表征其物理学特征,验证其体... 背景:在骨组织愈合过程中,促进新生骨的血管化是加速骨组织修复的常用策略,然而骨缺损修复过程中过快的纤维化进程常常被忽略。目的:设计并制备一种具有调节新生骨痂内纤维化及血管化进程的核壳结构仿生支架,表征其物理学特征,验证其体内外抗纤维化与促成骨性能。方法:制备具有调节新生骨痂内纤维化及血管化进程的核壳结构仿生支架,外层壳结构由聚己内酯静电纺丝纳米纤维负载成纤维细胞活化蛋白抑制剂组成,内层核结构由甲基丙烯酸酐明胶水凝胶负载去铁胺组成,表征静电纺丝和水凝胶的物理学特征,利用活死染色与CCK-8实验验证材料的生物相容性。通过成纤维细胞体外实验分析支架壳结构的抗纤维化作用,通过MC3T3-E1细胞体外实验分析支架壳结构中成纤维细胞活化蛋白抑制剂的促成骨作用,通过人脐静脉内皮细胞分析支架核结构中去铁胺的促血管形成作用。通过大鼠临界骨缺损实验评估核壳结构仿生支架的骨修复作用。结果与结论:①核壳结构仿生支架具有良好的生物相容性,静电纺丝技术制备的聚己内酯电纺纤维具有疏水性,在物理层面上有效阻隔外源性纤维组织长入,电纺纤维膜在2周内可有效释放抗纤维化药物成纤维细胞活化蛋白抑制剂,释放的抗纤维化药物可以抑制骨缺损周围成纤维细胞的生长、黏附,有效降低成纤维相关蛋白的表达,同时可促进MC3T3-E1细胞成骨蛋白的表达,加快其矿化速度;支架核结构中的去铁胺可促进人脐静脉内皮细胞的迁移、成管能力,并促进其强烈表达“H”血管特征性蛋白。②在SD大鼠的股骨制造临界骨缺损模型中,相较于聚己内酯膜,核壳结构仿生支架实现了骨缺损的有效修复。③结果表明,核壳结构仿生支架在预防骨痂过度纤维化的同时促进新生骨痂内“H”血管形成,能有效避免骨不连的发生,加速临界骨缺损修复进程。 展开更多

关键词 临界骨缺损 核壳结构仿生支架 静电纺丝 聚己内酯 水凝胶 抗纤维化 “H”型血管

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新型装配式人工塑性铰节点抗震性能试验研究

4

作者 吴成龙 潘运 +4 位作者 尚育卿 李昊 辛柯萱 张纪刚 牟犇 《中南大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2024年第12期4493-4504,共12页

针对装配式框架结构中梁柱节点的抗震性能及其韧性不足问题,基于仿生设计提出一种新型装配式人工塑性铰连接构造,设计5个不同构造参数的铰节点试件,通过低周往复荷载试验,研究其承载、刚度及耗能等抗震性能,探讨不同构造参数对铰节点抗... 针对装配式框架结构中梁柱节点的抗震性能及其韧性不足问题,基于仿生设计提出一种新型装配式人工塑性铰连接构造,设计5个不同构造参数的铰节点试件,通过低周往复荷载试验,研究其承载、刚度及耗能等抗震性能,探讨不同构造参数对铰节点抗震性能的影响。研究结果表明:该新型连接构造具有承载耗能、可更换、大变形等优势;铰节点的破坏模式为钢梁绕销轴发生转动,可更换屈曲连接板(RBCP)发生屈曲变形,抗剪耗能杆(SEDR)发生剪切变形破坏;各铰节点试件的滞回曲线饱满,受力过程明确,可分为弹性、弹塑性和强化3个阶段,等效黏滞阻尼系数为0.25~0.40,延性系数为4.28~8.00,承载力和刚度退化性能稳定,铰节点具有较好的抗震性能;RBCP和SEDR是主要的承载和耗能组件,具有双重“保险丝”功能;新型铰节点构造可实现失效模式可控、震损部件可更换以及结构功能可恢复的性能目标。 展开更多

关键词 仿生设计 装配式 人工塑性铰 抗震性能

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仿生学锯齿桨叶降噪效果试验研究 被引量：3

5

作者 卫凯 曹琦 +3 位作者 燕群 陈永辉 薛东文 陈伟杰 《航空科学技术》 2024年第5期125-130,共6页

以仿生学结构改善发动机的气动性能和噪声水平是当前绿色航空的研究热点,对控制对转螺旋桨的气动噪声具有重要的工程应用价值。本文通过地面声学环境下的气动噪声试验研究了仿生学锯齿结构对转螺旋桨的降噪特性,并测试了锯齿结构桨叶和... 以仿生学结构改善发动机的气动性能和噪声水平是当前绿色航空的研究热点,对控制对转螺旋桨的气动噪声具有重要的工程应用价值。本文通过地面声学环境下的气动噪声试验研究了仿生学锯齿结构对转螺旋桨的降噪特性,并测试了锯齿结构桨叶和基准桨的拉力、扭矩等气动性能和远场噪声指向性。试验结果表明,所设计的锯齿结构没有引起基准桨的气动性能损失,可以在保持气动性能的同时开展降噪设计。锯齿结构在4000~12000Hz频率区间,没有改变基准桨叶的噪声指向性特征,最大降噪量超过5dB;在所测转速工况的一阶通过频率、二阶通过频率处没有明显的降噪效果。这进一步说明锯齿结构对宽频噪声有降噪效果,对低频段的离散噪声降噪效果不明显。 展开更多

关键词 仿生学 锯齿结构 对转螺旋桨 气动噪声 试验测试

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旋转机械压液式自动平衡执行器流场仿真和性能参数分析

6

作者 李薇 潘鑫 +1 位作者 葛德宏 高金吉 《化工机械》 CAS 2024年第3期440-447,493,共9页

介绍了一种新型压液式在线自动平衡系统,基于Fluent软件,对执行器内部流场进行模拟仿真和性能参数分析,得到相关结论。实验结果表明,平衡液转移过程中,液体黏度10cSt比黏度100cSt时响应更快,为后续优化提供方向;转子不平衡振幅从18.3μ... 介绍了一种新型压液式在线自动平衡系统,基于Fluent软件,对执行器内部流场进行模拟仿真和性能参数分析,得到相关结论。实验结果表明,平衡液转移过程中,液体黏度10cSt比黏度100cSt时响应更快,为后续优化提供方向;转子不平衡振幅从18.3μm降低至10.6μm,验证了平衡系统的有效性。 展开更多

关键词 旋转机械 自动平衡 仿生自愈 压液式 ANSYS 仿真分析

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仿生型步进式直线驱动器的研究 被引量：25

7

作者 杨宜民 李传芳 程良伦 《机器人》 EI CSCD 北大核心 1994年第1期37-39,共3页

本文提出一种新型直线驱动器的仿生动作原理，并设计出两种机械结构及其控制器。实验表明，这类驱动器具有精度高、步距可变、输出力大、行程长、结构简单、体积小、内藏传感器、具有极好输出特性等特点。这类驱动器适用于一切超高精度... 本文提出一种新型直线驱动器的仿生动作原理，并设计出两种机械结构及其控制器。实验表明，这类驱动器具有精度高、步距可变、输出力大、行程长、结构简单、体积小、内藏传感器、具有极好输出特性等特点。这类驱动器适用于一切超高精度的直接驱动。 展开更多

关键词 仿生型 直线驱动器 机器人

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高精度压电旋转驱动器的研制 被引量：3

8

作者 杨宜民 李传芳 +1 位作者 周学才 李医民 《机器人》 EI CSCD 北大核心 1995年第6期321-324,共4页

本文提出一种新型旋转驱动器的仿生动作原理，并设计出基于这一原理的驱动器结构及其控制器．驱动器的定子呈圆筒状；转子呈灯笼状，由带压电元件、圆弧缺口支点的一体化机构所组成。驱动器的控制器中有电流环、变位环及校正环节等．这... 本文提出一种新型旋转驱动器的仿生动作原理，并设计出基于这一原理的驱动器结构及其控制器．驱动器的定子呈圆筒状；转子呈灯笼状，由带压电元件、圆弧缺口支点的一体化机构所组成。驱动器的控制器中有电流环、变位环及校正环节等．这种旋转驱动器具有精度高、步距范围宽、无级可调、内藏传感器、输出性能好及抗负载扰动能力强等特点． 展开更多

关键词 旋转驱动器 压电旋转驱动器 自动化设备

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一种MEMS同振柱型仿生矢量水听器的研制 被引量：6

9

作者 刘林仙 张国军 +4 位作者 许姣 张文栋 薛晨阳 葛晓洋 张慧 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期448-452,共5页

提出了一种结合MEMS技术、仿生原理和压阻原理的同振柱型矢量水听器,即由二维仿生水听器和声压水听器组合而成的柱体。在声学理论基础上详细介绍了该水听器的封装设计及制作过程,在国防水声一级计量站对该矢量水听器进行校准实验,实验... 提出了一种结合MEMS技术、仿生原理和压阻原理的同振柱型矢量水听器,即由二维仿生水听器和声压水听器组合而成的柱体。在声学理论基础上详细介绍了该水听器的封装设计及制作过程,在国防水声一级计量站对该矢量水听器进行校准实验,实验结果表明:该同振型矢量水听器的工作频带范围为0～3 kHz;X通道灵敏度-177.9 dB(2 kHz),Y通道灵敏度-175.4 dB(2 kHz),声压通道灵敏度-175.8 dB(2 kHz);具有很好的"8"字指向性;可承受3 MPa压力。此新型MEMS同振矢量水听器适用于民用船只避障,渔业捕捞,海洋勘探等领域。 展开更多

关键词 MEMS 同振柱型 仿生 矢量水听器

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FZ系列仿生型步进式直线驱动器 被引量：1

10

作者 杨宜民 李传芳 +3 位作者 张绍裘 邢欣 程良伦 林汉荣 《高技术通讯》 EI CAS CSCD 1993年第8期1-3,共3页

关键词 直线 驱动器 压电元件 电机

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非叠加型可变形两栖机器人水下推进方法 被引量：5

11

作者 王明辉 马书根 +2 位作者 李斌 李楠 李立 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期1-9,共9页

受自然界中变形虫和生物蛇启发,将可变形和链式构型特性引入两栖机器人。通过运动特性、水环境适应性和可变形能力扩展等综合分析,设计了没有添加额外水下推进机构的非叠加型两栖机器人链式可变形构型。该机器人在陆地环境具有较高机动... 受自然界中变形虫和生物蛇启发,将可变形和链式构型特性引入两栖机器人。通过运动特性、水环境适应性和可变形能力扩展等综合分析,设计了没有添加额外水下推进机构的非叠加型两栖机器人链式可变形构型。该机器人在陆地环境具有较高机动性外,还具有履带划水和仿生划水组合的复合推进方式。提出基于理想推进器的履带划水推进模型;针对仿生划水时运动学与流体力的耦合关系,提出基于拉格朗日方程的运动学-动力学联合运动模型,并建立了转向模型,完成仿生推进方式的水中机动性能分析。通过仿真分析了履刺高度和分布等机构参数以及幅值、频率等运动参数对水下推进性能的影响。利用基于链式可变形构型研制的机器人样机Amoeba-II进行了水环境试验,验证该构型在水下推进中的有效性,并对履带划水和仿生划水的推进效率、稳定性进行对比。 展开更多

关键词 两栖机器人 链式可变形构型 履带划水 仿生划水

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仿生全翼式太阳能无人机气动数值模拟 被引量：11

12

作者 甘文彪 周洲 许晓平 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期3284-3294,共11页

以高空太阳能无人机(UAV)为背景,针对某仿生全翼式太阳能无人机开展了气动数值模拟研究。首先,应用基于改进层流动能模型的雷诺平均Navier-Stokes方程数值模拟方法,对典型低雷诺数机翼进行了数值验证;其次,回顾了某仿生全翼式太阳能无... 以高空太阳能无人机(UAV)为背景,针对某仿生全翼式太阳能无人机开展了气动数值模拟研究。首先,应用基于改进层流动能模型的雷诺平均Navier-Stokes方程数值模拟方法,对典型低雷诺数机翼进行了数值验证;其次,回顾了某仿生全翼式太阳能无人机的基本设计特征;接着,采用数值模拟方法对该无人机进行了基本气动性能的计算分析;最后,对无人机的横航向性能和方向舵舵效进行了检验性的数值模拟。研究表明:该无人机各部件相互之间流动干扰较小,具有层流分离、转捩和湍流再附等低雷诺数流动特征;其基本气动性能较高(巡航升阻比大于34,纵向静稳定度约为8%),具有静稳定的横航向性能和较好的方向舵舵效;其仿生全翼式构型是一种较有前景的太阳能无人机布局形式。 展开更多

关键词 仿生全翼式 太阳能无人机 数值模拟 低雷诺数 层流动能模型

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摆管式撒肥机的研究设计 被引量：7

13

作者 张李娴 吕新民 《西北农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期372-374,共3页

针对现有施肥机械容易产生堵塞、架空以及撒施不均匀等方面的不足,采用仿生学原理,模拟人手臂撒肥的动作特征设计了一种摆管式撒肥机,着重设计了由偏心盘和摆叉组成的摆动机构。又通过设计肥箱容积、箱壁倾角、肥箱下肥口计量器,实现了... 针对现有施肥机械容易产生堵塞、架空以及撒施不均匀等方面的不足,采用仿生学原理,模拟人手臂撒肥的动作特征设计了一种摆管式撒肥机,着重设计了由偏心盘和摆叉组成的摆动机构。又通过设计肥箱容积、箱壁倾角、肥箱下肥口计量器,实现了肥料撒施的通畅和均匀性,保证了施肥效果的稳定高效。 展开更多

关键词 摆管式撒肥机 仿生学 摆动机构 设计

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仿生全翼式太阳能无人机分层协同设计及分析 被引量：5

14

作者 甘文彪 周洲 许晓平 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期163-178,共16页

结合"太阳神"无人机(UAV)和高山兀鹫提出了太阳能UAV的某仿生全翼式构型,针对该构型开展了气动分层协同设计及分析。在设计和分析过程中,自下而上将设计分为三个层次,基于纵向配平需要以低雷诺数反弯内翼翼型设计为第一设计层... 结合"太阳神"无人机(UAV)和高山兀鹫提出了太阳能UAV的某仿生全翼式构型,针对该构型开展了气动分层协同设计及分析。在设计和分析过程中,自下而上将设计分为三个层次,基于纵向配平需要以低雷诺数反弯内翼翼型设计为第一设计层次,基于高升力需求以外翼设计为第二设计层次,以UAV全机性能设计为第三设计层次;与此同时,每个层次均采用基于代理模型的基本优化流程,三个层次的设计自上而下来相互协同,最终得到满足指标的设计结果。研究结果表明:分层协同设计提高了设计效率,获得了高效的仿生全翼式太阳能UAV构型;证明了设计方法的可行性和设计结果的有效性。 展开更多

关键词 仿生全翼式 太阳能无人机 分层协同优化 气动设计 性能分析

原文传递

通用型摆管式撒肥机的设计 被引量：4

15

作者 李鹏 夏俊芳 《湖北农业科学》 北大核心 2013年第21期5329-5333,共5页

针对国内现有施肥机械易产生架空、撒肥不均以及通用性差等缺点,设计了一种通用型摆管式撒肥机。采用仿生学原理,模仿人的手臂撒肥往复动作,由往复拉杆和摆动管组成摆动机构,并分析了摆管的运动特性,确定了整机的参数,实现了撒肥的均匀... 针对国内现有施肥机械易产生架空、撒肥不均以及通用性差等缺点,设计了一种通用型摆管式撒肥机。采用仿生学原理,模仿人的手臂撒肥往复动作,由往复拉杆和摆动管组成摆动机构,并分析了摆管的运动特性,确定了整机的参数,实现了撒肥的均匀性。针对通用性又在撒肥机肥箱中加装了搅肥装置,可以撒施粉状肥料如碳酸氢铵。纵向撒肥均匀性试验结果表明,撒肥均匀性良好,无断条现象,能较好地满足实际生产的要求。 展开更多

关键词 撒肥机 摆管式 通用型 仿生学

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基于蛇怪蜥蜴踏水机理的水面推进技术研究 被引量：2

16

作者 白向华 总参炮兵训练基地,河北宣化075100 +2 位作者 吕建刚 高飞 赵志宁 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期6-10,共5页

为突破传统排水型两栖车辆'阻力墙'现象,从蛇怪蜥蜴高速踏水机理出发,基于固体和液体高速作用动力学原理,提出了一种新型水面推进技术。其依靠仿生叶轮与水高速作用产生向上托举力,将两栖车辆托举出水面,进入高速滑行状态,从而... 为突破传统排水型两栖车辆'阻力墙'现象,从蛇怪蜥蜴高速踏水机理出发,基于固体和液体高速作用动力学原理,提出了一种新型水面推进技术。其依靠仿生叶轮与水高速作用产生向上托举力,将两栖车辆托举出水面,进入高速滑行状态,从而避开'阻力墙'现象,实现快速突进。结合仿真分析和先期原理试验,验证此技术能够实现两栖车辆从排水状态进入高速滑行状态,从而大大减小水阻力,是一种有效的水面快速推进方法。 展开更多

关键词 阻力墙 排水型 滑行 仿生叶轮 推进

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柔性仿生驱动器研究综述 被引量：14

17

作者 吴枫 韩亚丽 +2 位作者 李沈炎 糜章章 周伟杰 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2020年第7期146-156,共11页

随着软体机器人的快速发展,面向软体机器人的柔性仿生驱动器的研究成为研究的热点,对现有的相关理论成果进行分析和总结,对当前柔性仿生驱动器的关键技术进行分析,并对未来的发展趋势进行展望,以促进柔性仿生驱动器的研究进一步发展。首... 随着软体机器人的快速发展,面向软体机器人的柔性仿生驱动器的研究成为研究的热点,对现有的相关理论成果进行分析和总结,对当前柔性仿生驱动器的关键技术进行分析,并对未来的发展趋势进行展望,以促进柔性仿生驱动器的研究进一步发展。首先,综述了柔性仿生驱动器类型,包括气动驱动器、形状记忆材料驱动器以及电活性聚合物驱动器等;其次,从仿生材料、本体机构设计和制造技术、运动学和动力学建模及驱动器的控制策略4个方面对柔性仿生驱动器存在的技术难点进行分析;最后对未来发展趋势进行构想。 展开更多

关键词 柔性仿生驱动器 软体机器人 驱动类型 仿生材料

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高灵敏度宽频带阵列式仿生矢量水听器研究 被引量：1

18

作者 宋小鹏 薛晨阳 +1 位作者 张国军 刘林仙 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2012年第12期790-795,共6页

针对MEMS仿生矢量水听器灵敏度和频带相互制约,不能同时满足宽频带高灵敏度测量的问题,在单个MEMS矢量水听器的基础上,设计了由四个单元构成的2×2单片集成微敏感结构阵列,实现了水听器的高灵敏度和宽频带。通过理论分析和ANSYS仿... 针对MEMS仿生矢量水听器灵敏度和频带相互制约,不能同时满足宽频带高灵敏度测量的问题,在单个MEMS矢量水听器的基础上,设计了由四个单元构成的2×2单片集成微敏感结构阵列,实现了水听器的高灵敏度和宽频带。通过理论分析和ANSYS仿真分析,确定阵列微结构的尺寸,采用硅微机械加工工艺完成了阵列微结构的加工,最后在水声一级计量站对封装好的水听器进行了灵敏度和指向性校准测试。测试结果表明:该阵列式仿生矢量水听器未加前置放大时灵敏度达到-189 dB,频响范围20～5 000 Hz,具有良好的"8"字型指向性。 展开更多

关键词 高灵敏 宽频带 阵列式 仿生 矢量水听器 频响 指向性

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