气动数据管理范文（精选9篇）
气动数据管理 第1篇
一、设立职能管理部门
北京友谊医院是北京地区乃至全国最早装备气动物流传输系统的用户之一，多年的运用成效表明这一现代化传输工具的作用与好处，诸如更方便患者得以提升人性化服务质量，大大提高化验样品和急需药物品的传递时间，且有利于缓解电梯交通压力，降低运行成本，实现大型高档化验设备的资源共享，避免重复投资。问题在于系统建成后如何实施管理，这在全国行业内无论过去或现在都没有统一的模式。由于传输设备专业的特殊性，导致管理的多样性，该院通过调查研究，权衡利弊，认为设备部门具备相应的技术力量，且从前期市场考察到项目实施、设计方案、选型与配置、安装调试等方面都已全程跟进，于是确定现由医工(设备)部承担管理任务，以确保维护到位，使系统正常运行，发挥应有投资效益。
二、选配责任管理工程师
该院素有“技术领先”的科学发展观意识，早在论证气动传输系统过程中就立足于高端产品。经过缜密考察，货比多家，把整机系统从机械构造、性能原理、功能特点、材质工艺、转换方式、售后成本、厂家实力等细化为60多项评估内容，逐一求证，择优选择，并通过公开招标竞标方式，最终审定品牌与供货商。医工部有关人员亲历见证系统设备优良品质，遵照医院领导要求，行使系统管理职能，并选配1名工程师作为系统兼职管理维护人员且全程参与系统承建。
三、制定系统的管理制度
为了把系统管理维护落到实处，医工部和管理人员坚持做到以下几点：
1. 部门负责人经常检查、督促系统管理人员工作情况，定期或不定期巡视各工作站的使用状况，建立健全管理与使用双向规章制度，每月对系统运行情况进行一次分析，听取意见与要求，同时向供货商通报，利于跟进售后工作。
2. 建立系统运行登记制度，设有登记簿，对系统每天运行状况做记录，说明出现的故障现象(包括系统自纠)及排故方式。
3. 每周提供一份系统运行情况简报。
4. 对系统出现的问题随时以电话、邮件、短信、传真等形式与供货商沟通，力求把故障消除在萌芽状态之中。
5. 对传输业务量频繁的科室，如中心检验科站点每周至少一次实地检测，实行重点管理。
四、操作与使用人员的培训
正确的操作与使用是保证系统正常运行的重要环节。每一期系统开通前及使用过程中，都要对操作人员进行培训。
1. 对所有操作人员、包括新上岗人员，都分期分批进行专项使用培训，要求认真执行操作使用规范。
2. 为每个站点提供《操作使用说明表》和《站点地址码名称与内部电话对应表》，一目了然，简便易行。
3. 根据各站点使用状况，有针对性地做好后续深化指导，对发生一次错误操作给予批评，再误操作者责其检查，造成损坏则适当处罚。
五、制定维修维护制度
该院这套系统之所以长期处于良好运行状态，成套设备包括主控机、工作站、转接机、空压机、电力供应机及管道等主部件无一损坏更新，且维护成本在同行业中最低廉，这与院领导重视支持、医工部负责管理，尤其是兼管工程师的精心维护是分不开的。就管理员而言，维护主要是：
1. 严格按照《系统设备维护说明书》，规范要求做好维护工作。如注重每天查看一次系统实时原始记录，发现问题立即处理，每半年至少对主设备进行一次检测保养;及时更换传输瓶密封圈及补充专用塑袋和海绵垫;根据使用频率适时更换工作站、转接机光感、磁感。
2. 把维修维护记录和责任履行列入管理人员的业绩考评。
3. 保持系统设备的清洁、安全与卫生。如要求机房整洁、通风、防火、防盗、防潮;非工作关系人员禁止入内;严禁使用监控电脑上网聊天、玩游戏等无关事宜;各工作站点、传输瓶每周至少清洁一次;系统根据需要采用专用工具消毒清洁管道。
4. 存储必要的备品备件，并建立申报、采购、领用制度。
摘要：医院装备气动物流传输系统的作用与好处已是无可非议的“硬道理”, 而如何管好用好这一专用系统设备的“软道理”是许多用户关注的重要课题。本文通过解读北京友谊医院成功运用气动物流传输系统10多年来的案例, 提出系统的管理模式及维护方式, 表明后续管理的必要性与可行性。
气动数据管理 第2篇
考虑气动弹性影响的机翼气动外形设计研究
采用三维Euler方程为控制方程,耦合静气动弹性平衡方程,进行机翼静气动弹性数值模拟;在机翼静气动弹性分析的基础上,结合Takanashi余量修正方法对三维大展弦比机翼进行气动外形反设计,以确定机翼的型架外形.以某型支线飞机的大展弦比机翼为算例,进行了静气动弹性数值模拟和机翼型架外形设计研究,设计结果表明发展的.机翼静气动弹性数值模拟和型架外形设计方法是合理可行的.
作 者：程诗信 詹浩 朱军 CHENG Shi-xin ZHAN Hao ZHU Jun 作者单位：西北工业大学,翼型叶栅空气动力学国防科技重点研究室,陕西,西安,710072刊 名：航空计算技术 ISTIC英文刊名：AERONAUTICAL COMPUTING TECHNIQUE年，卷(期)：38(2)分类号：V211.41关键词：Euler方程 静气动弹性 反设计 型架外形
气动数据管理 第3篇
1 系统概况
1.1 本系统采用微处理器控制, 控制器能自动处理所有运转输送命令, 指挥系统运转, 达到功能要求。
1.2 优点
(1) 快速:本院住院大楼共20层, 药房、检验、病理、血库、放射科分别设在一、二、四楼, 系统传输速度高达6m/s, 每次传输医用物品到终点科室平均1 min; (2) 调速:系统有一套调速装置, 当传输血浆或玻璃制品等易碎物品时可采用2~3m/s的慢速传输, 避免高速传输破坏血浆物质组成或打破易碎物品; (3) 方便:操作简单, 易学易用; (4) 安全:运送的物品不易丢失, 安全可靠无损害; (5) 准确:由计算机控制准确送达指定地点, 并实时监控。整个系统体现了现代化医院“快速、安全、便捷、高效”的优势特点。
2 系统应用现状
2.1 应用范围
系统将住院大楼各护士站与药房、检验科、放射科等功能科室紧密联系起来, 24h均可传输急需检验标本、急救药品、手术中急需的血浆、物品、资料, 无需人工护送。
2.2 传输频率及效果
据微处理器统计, 系统启用一年来传输医疗物品达23591万次, 平均每天65.5次, 其中传送检验血标本达57.59%;其次科室间互传医疗物品、资料文件等占16.1%;第三是护士站与中心药房传输药品、医嘱单占12.58%, 其他与输血科、手术室、病理科等传血浆、手术通知单、病理报告单占13.73%。从传输效果看, 每次传输时间比过去人工护送时间平均节省13min, 所传血标本经检测没有一项标本出现溶血及性质改变, 结果与姜建平等[1]报道相符, 突出地显示了系统替代人工传送的快速、便捷、安全、高效特点。玻璃类药品除个别人员操作不当出现1次玻璃破碎外其余无受损。
2.3 存在的问题及相应措施
2.3.1 系统本身运转方面
系统平均每周出现2~5次故障, 使传输瓶不能正常发送到目的科室。常见原因: (1) 系统管道内同时存在多个传输瓶时易堵塞管道; (2) 系统风机筒因密闭气压过大管道脱落导致漏气; (3) 系统用电量大超负荷, 中心机房电闸总保险丝常被烧断、跳闸停电。这些问题急需管理员重新清理管道、紧接风机筒、更换保险丝等处理后方可启用, 抢救患者时延误了护士给药时间。
2.3.2 临床应用方面
(1) 所传输物品受损:因受传输冲力影响, 试管内血液溢出、血标本损坏, 或玻璃类药品玻璃破碎。常见于护士抽血后未旋紧试管塞, 塞子受力冲击时松脱。要求护士传送标本前应旋紧试管塞, 传玻璃类药品应放海棉垫保护。 (2) 传输瓶、海绵垫及所传物品丢失:一旦系统出现故障或医务人员按错传输代码, 或双方科室交接物品不到位, 传输瓶、海绵垫及瓶内的血标本或药品一起被丢失。除系统故障由管理人员处理外, 其他问题要求科室操作人员必须严格执行系统操作规程, 正确输入科室代码, 传送及接收科室双方按要求交接、签收物品到位。 (3) 传输瓶未做到有效清洁、专用:由于传输物品多样化及传输频率过高, 传输瓶不能及时清洁, 瓶内药品容易受污染。医院由此规定凡传送药品应使用专用传输瓶, 不能专用者须用清洁塑料袋将药品包装, 与其他物品隔离。要求传输瓶应定期清洁, 必要时用含氯消毒剂擦拭, 随脏随清洁, 保证传送物品不受污染。
3 结论
总之系统投入使用后极大地满足了临床传送医疗物品、药品、标本的需要, 方便了医护人员, 节约科室大量人力、物力及时间[2], 减轻劳动强度, 提高了工作效率。同时还缓解了我院22层住院大楼电梯使用高峰期压力, 降低了电能消耗及费用支出, 达到多、快、好、省管理现代化医院的目标。
当然, 在实践中系统仍存在一些应用及管理上的不足, 如经常遇管道堵塞被停用, 或因部门管理要求某些药品、血液不能传送。因此当中夜班、节假日护士人员少时, 遇抢救患者急用药或用血, 系统便不能满足临床实际需要。这些问题丞待有关管理部门深入研究后给予科学、合理的调整, 才能更好地发挥系统强大的功能与优势, 从而真正提高智能化系统在医院中的作用, 提高医院整体管理水平及工作效率。
参考文献
[1]姜建平, 谢芝娟.物流传输系统对血液样品检验结果的影响[J].中华实用医药杂志, 2005, 5 (6) :620-621.
液压与气动实验要求 第4篇
液压与气动实验分别是： 1.压力控制回路设计实验、2.调速控制回路设计实验、3.双缸顺序动作回路设计实验、4.双作用气缸速度控制回路设计实验。
实验地点：在实验一号楼101～105分室做实验。
实验要求：
一．提前5分钟到实验室。
二．来实验室前一定要把实验回路似定好方案，并在白纸上画出液压回路图。
三．做实验之前分好组(一个小班分两批，一批分开四个小组)。
四．实验报告每人用A4纸打印（复印）4份。
因为这4个实验是设计性实验，与普通性实验不同，老师只是给了框架给你们，目的是让你们去独立完成实验，培养同学们的动手能力，请你们要多看看书。按照指导书要求做好实验，并完成好实验报告。
参考书“液压与气压传动”主编：李笑。
主要参考章节：第6章 液压基本回路、第11章气动基本回路。
主要参考回路图（四个实验分别是）：
1、压力控制回路：图6－1（a、b）、图6－2（a、b）。
2、调速控制回路：图6－8（a、b）、图6－10（a、b）、图6－11（a、c）。
3、双缸顺序动作回路：图6－30。
地铁列车气动效应分析 第5篇
关键词：地铁列车,隧道,气动效应,压力变化
引言
与传统的交通工具相比, 地铁作为一种轨道交通工具, 具有安全、准时、舒适, 而且载客量大、运营费用低、环境污染小、综合经济效益等优点, 已成为城市交通运输的主力军, 大大解决了城市交通堵塞和居民乘车困难等问题, 是现代化城市交通运输设备的重要组成部分[1]-[3]。随着城市地铁的迅速发展, 地铁环境控制问题也愈来愈引起人们的关注。地铁列车进出隧道、在隧道中运行以及交会时产生很多诸如活塞风、压缩波、膨胀波、噪音等现象, 影响乘客和工作人员的舒适性, 并会引发安全问题。原来由于地铁列车运行速度较低, 地铁列车在隧道中运行时的不舒适感不明显, 未引起足够重视, 随着地铁列车运行速度的提高, 加之地铁列车的气密性不好等原因, 瞬变压力通常会给乘客造成耳疼等不舒适感。本文将对地铁列车以不同速度通过不同截面形状隧道时的气动效应进行分析, 可为车体气密性和通风设备进排风口位置的设计提供指导意义。
1数值计算模型
实际流场中, 列车上存在扶手、车轮、转向架等, 在隧道底板上存在道床、枕木和轨道, 流场极其复杂。关注太多细节的复杂流场会大大增加计算工作量, 且导致网格畸变甚至计算发散等问题。因此, 在现有计算机硬件条件下, 为提高流场计算精度, 尽可能较细致地模拟地铁列车的外形, 但计算模型的网格数不能增加过多, 对车体底部和轨道细部结构进行适当简化, 计算模型采用三车编组。隧道截面选取三种典型形状截面:圆形、矩形和马蹄形。列车和隧道计算模型如图1所示。
对于边界条件的设置, 列车表面给定运动边界条件:X方向速度分量等于给定的列车运行速度V, Y、Z向速度分量等于0;流域两侧面、顶面、底面, 给定无滑移边界条件;进口边界条件, 相对压强pin=0;出口边界条件, 相对压强po ut=0;隧道壁面采用标准壁面函数模拟。
地铁列车表面压力测点布置如图2所示。
2数值模拟计算结果与分析
2.1隧道截面形状对气动效应的影响
图3为列车以80km/h过长度为600m, 截面形状为圆形的隧道时车体表面压力分布图 (t=12.5s) 。由图可知, 列车表面除车头位置处在正压区外, 其余位置均为负压。
列车头、尾部进、出隧道瞬间, 绕列车运动的气流受到隧道壁面的制约形成压缩波、膨胀波。这两种波在隧道内以音速传播, 当到达另一端洞口时, 压缩波突然膨胀转换成膨胀波, 而低于环境压力的膨胀波则转换为压缩波, 又再以音速回传, 如此不断反复传播过程中, 同种类型的波相遇叠加时, 压力波幅值增大, 而不同类型的波叠加时, 压力波幅值减小, 从而导致隧道内空气压力发生剧烈变化。图4为不同时刻的流场压力分布云图, 其中以列车头部距离隧道入口50m时作为计算起始的“零”时刻。t=1.7 5 s时, 由冲击振荡产生的压力波以球面波的形状向外传播;t=2.5s时, 列车头部进入隧道, 在隧道入口附近的压力开始上升, 随着列车头部继续接近并进入隧道, 压力继续升高形成压缩波;t=5.0 s时, 列车尾部进入隧道, 形成膨胀波, 压力开始下降。
图5为地铁列车以80km/h通过三种不同截面形状隧道时, 车体表面6#点的压力随时间变化历程, 结果表明列车以相同速度通过圆形截面隧道时车体表面压力变化幅值最小, 马蹄形隧道次之, 矩形截面隧道最大;除压力变化幅值有些差异外, 曲线变化规律完全一致, 其他测点压力变化结果类似, 这里不再详细分析。
从测点压力变化值和压力变化曲线可知, 地铁列车在隧道中运行时, 除列车头部处于微小正压区外, 大部分区域均为负压, 这对出风有利, 对进风不利;地铁列车以80km/h运行时, 除车头外, 车体表面其它位置测点压力变化范围在200Pa至-600Pa之间, 平均负压大概为-300Pa;在设计空调等通风设备进排风口时, 需要考虑车体表面压力分布情况。
2.2列车运行速度对气动效应的影响
这里取地铁列车中间车厢侧面6#测点进行分析比较。地铁列车以60km/h、80km/h和100km/h速度通过长600m的圆形截面隧道时的车体表面压力计算结果如表1所示, 测点压力变化历程如图6所示, 根据表1中数据画出的列车表面测点压力变化幅值与列车速度的关系曲线如图7所示。从计算结果可知, 随着地铁列车运行速度的提高, 列车车体表面压力变化迅速增大, 列车车体表面压力变化幅值近似与列车运行速度的平方成正比。
2.3隧道长度对气动效应的影响
列车以80 km/h的速度分别通过长度为350m、600m、1000m、1500m、2000m、3000m的圆形截面隧道时, 取列车中间车厢侧面6#测点的压力数据进行分析比较。测点压力变化情况如图8所示, 列车表面压力变化幅值与隧道长度的关系曲线如图9所示。
由图9可知, 列车过长度为350m的隧道时压力变化幅值最小, 为458pa;随着隧道长度的增加, 列车车体表面压力变化幅值迅速增加, 在2000m左右达到最大, 为812Pa;然后随着隧道长度的增加, 列车车体表面压力变化幅值慢慢减小。可见, 此次计算的隧道最不利长度约为2000m, 当然最不利隧道长度还与列车运行速度、列车头部外形、隧道截面形状和面积大小等因素有关, 要针对具体问题进行分析。
3结论
通过对地铁列车通过隧道的气动效应进行分析, 可以得到以下结论:
(1) 地铁列车在隧道中运行过程中, 除列车头部处于微小正压区外, 大部分区域均为负压, 这对出风有利, 对进风不利;地铁列车以80km/h运行时, 除列车头、尾个别测点外, 车体表面其它位置测点压力变化范围约在200Pa至-500Pa之间, 平均负压大概为-300Pa。
(2) 列车以相同速度通过圆形截面隧道时车体表面压力变化幅值最小, 马蹄形截面隧道次之, 矩形截面隧道最大。三种不同截面形状的隧道基本相同, 除测点压力变化幅值有些差异外, 曲线变化规律完全一致。
(3) 随着列车运行速度的提高, 车体表面压力变化幅值增大, 列车车体表面压力变化幅值近似与列车运行速度的平方成正比。
(4) 隧道长度在350m~2000m范围内, 随着隧道长度的增加, 列车车体表面压力变化幅值增大, 隧道长度大于2000m后, 随着隧道长度的增加, 列车车体表面压力变化幅值慢慢减小;可见, 此次计算的隧道最不利长度约为2000m, 最不利隧道长度会因列车运行速度、列车头部外形、隧道截面形状和面积大小等因素不同而有所变化, 要针对具体问题进行分析。
参考文献
[1]王元.香港地铁发展模式对北京的启示[D].北京:北京交通大学.2006
[2]曹炳坤.世界地铁发展令人瞩目[J].城市公共交通.2003, 23 (5) :33
[3]余斌.城际快速地铁线空气动力学效应与隧道规模[J].商品与质量.建筑与发展.2010, 23 (9) :118-120
[4]贾力, 黄鹏, 李时娟.地铁双线隧道内流动特性的数值模拟[J].热科学与技术.2006, 5 (4) :332-334
[5]刘堂红, 田红旗, 金学松.隧道空气动力学实车试验研究[J].空气动力学学报.2008, 26 (1) :42-46
简易养生采气动功(上) 第6篇
本功特点是:动作和意念相结合,意与气合,以意领气,通过姿势的开合和意念导引的配合,引动内气外放,外气内收,从而使人与大自然混元气信息畅通,使人体感触机能敏锐,是行之有效的采气、聚气、快速得气之上乘功法。习练时,在做每个动作变换中,停顿1—3个呼吸时间。全套功法练完约10—15分钟,可做1—3遍。练功中虽然讲究意念,但意念不要过重。所谓的意念,是自然的意念,而不是过分意念。自然练功,功到自成。本功法不仅能发放外气治病,同时也能信息组场治病,信息组场带功及远距离治病。
第一式预备式
双脚并拢,或两脚分开,间距与肩同宽,面南站立,双手自然垂于体侧,目视前方天地交界处,再把目光慢慢收回微闭。或似闭非闭。 (图1)(图2)
第二式手接地气
指掌慢慢上翘,使掌心朝下,与臂成直角。意想手心与地气相接,双手向下按3次。( 图3)
要点:以腕轻轻用力下按,感觉与大地融为一体。
第三式大海行船
接上式,以肩为轴,双手平行做前后摆动拉气3次。(图4)
要点 : 向前摆动 时 , 手臂与身 体夹角约15度,向后摆动至体侧。
第四式气入大地
接上式,转动手心相对,虎口朝下,臂放松,双手在体前合拢。 (图5)
要点:双手心有吸引感,气沿十指尖入向大地。合谷穴处于半闭状态。
第五式回照命门
接上式,转掌心朝下,意想两臂延伸到无限远。在无限远处,两臂向两侧至背后,小臂微收,掌心向内微含,回照命门。(图6)
要点:意念劳宫之气,源源不断地进入命门。像太 阳一样照 耀着命门 。肩臂腕 全部放松。
第六式气贯带脉
接上式,小臂上提,顺势内收掌腕至两肋旁,掌心朝上,用手指端向大包穴贯气。(图7)
要点:贯气时以中指和无名指为主,意念中白光进入带脉,激发带脉中的混元之气。
第七式回照印堂
接上式 , 两臂向前 伸出与肩 平 , 掌臂微收,掌心内合,回照两眉间的印堂穴。(图8)
要点:手中的劳宫穴之气贯入印堂,使上丹田真气充盈,内光回照。两掌微微弯曲略向内含。
第八式抱球采气
接上式,转肘外撑慢慢下落,形成腹部抱球,约10秒钟。(图9)
要点 : 抱球时两 腿稍屈膝 , 再松腰、 落胯、含胸、拔背、虚腋、松腕、手心相对、十指微弯略向内。
第九式立掌推山
接上式,带动两臂向两侧平展成一字形,稍微停顿,两掌变成立掌向外推动3次。扳动手指。先扳 拇指再扳 食指、中 指、无名 指、小指。(图10)(图11)
要点:将身边的空气推到无限的远方。扳指时不要用力,目的是内气外放,外气内收。
第十式推山填海
接上式,两臂向胸前慢慢合拢至两臂向前伸直,高与肩平,成立掌,向前推动3次。( 图12)
要点:把掌中的空气推到无限的远方。
第十一式手摘月亮
接上式,将手伸向头顶无限的空中,向下拉气3次。(图13)
要点:意念中把空中的混元之气,拉到手中。
第十二式掌托玉盘
接上式,立掌外撑、两臂向两侧展开,至左右肩平,转掌心朝上。(图14)
要点:意念中将双手延伸至两边无限处,再将无限处的能量纳入掌中的劳宫穴。
第十三式捧气灌顶
接上式,两臂沿天边向上划弧至头顶上方两掌相合,向下拉气3次,然后掌心微含,照向头顶 , 停留1至3个呼吸的 时间。 ( 图15A,15B)
要点:通过拉气3次和掌照头顶,将天空中的能量及混元之气纳入百会。
第十四式春回大地
接上式,双手沿正前方,下降至肚脐,沿足厥阴肝经至太冲穴气入大地。(图16)
要点:弯腰时动作要缓慢,意念中手中之气和足心之气沿太冲穴进入大地,身体弯曲时不要僵硬。
第十五式就地拜佛
接上式,食指、中指按压太冲穴下蹲3次。(图17)
要点:下蹲时要到位,膝略前倾,身体重心移至双手。然后,手不动,双腿直立,呈弯腰姿势,目视中指尖。(下蹲时呼气,双腿直立时吸气)
第十六式捧气汇丹田
接上式,双手心相对,如捧气球,意想把地气从地里捧在手中,然后引地气沿足三阴经,上至肚脐。中指点按肚脐1次,然后两手还原至体侧。(图18)
要点:将手中的气灌入丹田后,再将口中的玉液咽下,引向丹田。
第十七式抱球采气
(同第八式)
第十八式立掌推山
(同第九式)
第十九式推山填海
(同第十式)
第二十式手摘月亮
(同第十一式)
第二十一式掌托玉盘
(同十二式)
第二十二式捧气灌顶
飞翼布局气动设计要点研究 第7篇
随着电子技术和计算机控制技术的发展, 线控增稳技术和放宽静稳定性技术逐渐成熟, 曾经一度停止发展的飞翼式气动布局重新进入了人们的视野。由于其有优良的升阻力特性, 技术的发展又使其克服了本身控制方面的不足, 飞翼布局已经成为各国重点研究的气动布局之一, 甚至有人提出无尾飞翼布局是无人战斗机的最佳气动布局形式[1]。本文对飞翼布局的气动特性进行了分析, 提出了飞翼布局飞机气动设计要点, 并对一架巡航速度为0.7马赫、巡航高度为20 000 m的无人机的气动外形及气动特性进行了设计和计算, 结果表明该设计思路具有一定的可行性。
1 飞翼布局优缺点分析
作为一种先进的气动布局, 与传统布局相比, 飞翼布局具有以下得天独厚的优势[2,3,4,5]:
a) 飞翼布局是气动布局一体化设计的最佳布局;
b) 空气动力效率高, 气动载荷的分布可达到最佳;
c) 结构重量轻, 刚性好;
d) 有效装载空间大;
e) 具有优良的RCS特性, 军事应用潜力大。
虽然飞翼布局与传统布局相比具有以上优势, 但是这种布局也存在着很多的不足, 主要有以下几个方面[2,3,4,5]:
a) 由于采用无尾布局, 故其稳定性不足, 操纵面不好布置;
b) 大型的飞翼布局飞机难以提高巡航马赫数;
c) 客机型飞翼机的应急逃生系统设计较传统布局困难。
2 飞翼布局气动设计要点
根据对飞翼布局气动特性的分析, 总结出飞翼布局飞机气动外形的设计要点如下:
a) 巡航升力系数不能大
由于无尾飞翼布局没有平尾和垂尾, 因此舵面效能较传统布局要低, 若使用大的巡航升力系数, 必然带来大的低头力矩, 导致配平困难及配平阻力的增加。
b) 纵向静安定度不能大
若采用大的纵向静安定度, 由于飞翼布局较低的舵面效能, 非配平状态下舵面需要偏转较大的角度, 会带来阻力的增加, 导致升阻比的降低。
c) 需采用小翼载
飞翼布局的翼型和机翼设计要求其自身的零升力矩为零, 而此种翼型的分离所对应的升力系数较小。同时考虑到起飞和着陆, 构型不能采用常规飞机的增升装置 (主要是因为舵效低, 无法解决力矩配平问题) , 这决定了其起飞着陆时只能选择小的升力系数, 即采用小于常规布局飞机的翼载。
飞机设计的核心就是“增升减阻”, 由于飞翼布局较低的舵面效能决定了它只能选择较小的升力系数, 为了实现较高的气动效率, 必须从减小阻力方面入手。飞翼布局的阻力主要有以下几个部分组成:
a) 摩擦阻力。可通过采用层流翼型, 增加层流段的长度来减小该项阻力, 但由于层流段易分离, 故其长度不能过长, 因此影响到了摩擦阻力的减小, 但由于飞翼布局采用了一体化设计原则, 其浸润面积大大减小, 因此大幅度地降低了该项阻力。
b) 压差阻力。该项阻力主要是由于气流分离造成的, 可通过对流场进行细致的设计来控制该项阻力的增长, 但是由于产生大部分压差阻力的机身在设计时需考虑到装载的需要, 因此该项阻力的减少是有限的。
c) 诱导阻力。减小诱导阻力的传统方法是增大展弦比及对环量进行控制, 但飞翼布局的展弦比一般小于传统布局, 而且一味增大展弦比会带来气动弹性及结构等方面的问题, 同时, 飞翼布局内外翼弦长差别较大, 这也使得对环量沿翼展成椭圆形最佳分布异常困难, 导致该项阻力难以减小;
d) 干扰阻力。干扰阻力主要是由于部件之间的互相影响产生的, 由于飞翼布局采用了无尾式设计, 并采用了翼身融合结构, 故该项阻力可以大大降低。
由此可见, 虽然飞翼布局具有较高的气动性能优势, 但是其较低的舵面效能也对它的气动设计带来了诸多限制, 其高效的气动效能需要对其外形进行细致的设计才能得到。
3 算 例
根据对于飞翼布局气动特性的分析, 对一架起飞重量在19 t左右无人机的气动外形进行了设计, 设计思路为:在对称面附近布置具有抬头力矩特性的翼型以对全机的纵向力矩特性进行控制, 在外翼段布置升阻特性良好的翼型, 并进行适当的几何扭转, 以提高全机气动性能。其气动外形如图1所示。
在计算时采用了欧拉方程加附面层修正的数值计算方法。采用有限体积法离散积分形式的控制方程, 空间离散网格采用直角坐标网格 (矩形或剪切、旋转矩形) , 空间导数采用二阶精度逼近, 并引入耗散项增加稳定性。为加快收敛, 在计算过程中还采用了多重网格技术, 实现了“由粗网格到细网格的插值”和“由细网格到粗网格的插值”, 提高了计算效率。
图2～图5为0.7马赫、20 000 m高度巡航状态下的气动性能计算结果, 图6为1°迎角时上表面压力云图。
由图6可以看出, 由于对机翼展向各剖面的翼型进行了合适的布置, 并进行了适当的几何扭转, 使得外翼段的等压线比较平直, 气流沿展向的流动得到了控制, 有效的抑制了分离, 减小了阻力, 在0°迎角时阻力系数仅为0.179 6, 同时, 升力系数曲线的线性段比较长, 失速特性较好, 这些设计带来的结果就是其升阻比在2°迎角下达到了最大值, 约为33, 这一数值较传统布局飞机来说有着巨大的提高。但是我们也可以看到, 由于没有平尾, 设计外形的俯仰力矩系数还是很大的, 在2°迎角时达到了-0.036, 没有得到较好的控制, 而且纵向稳定区间较小, 仅为-2°～6°, 对飞机的纵向控制是不利的, 当然这也是由其独特的气动布局所决定的。
由计算结果可以看出, 设计外形具有非常好的升阻特性, 升阻比更是高达33, 气动性能上的提升非常明显, 虽然纵向力矩特性不是非常理想, 但通过合理的舵面配置及飞控系统的控制可对这方面的不足进行一定的补偿。总体来说, 设计结果是令人满意的。
4 结 论
作为一种先进的非常规布局, 飞翼布局与常规布局相比具有先天的气动性能优势。本文对飞翼布局的气动特性进行了分析, 在此基础上提出了飞翼布局的气动设计要点, 并对一架无人机的气动外形进行了设计, 结果表明这些设计要点的提出对于未来在该领域内的研究工作具有一定的现实意义。
摘要：飞翼布局 (FLYING-WING) 作为一种非常规气动布局, 有着传统气动布局无可比拟的优势, 因此成为未来飞行器理想气动布局之一。对飞翼布局的气动特性进行了分析, 提出了飞翼布局飞机的气动设计要点, 并利用算例对这些设计要点进行了验证, 结果表明该设计思路具有一定的可行性。
关键词：飞翼,气动设计,欧拉方程
参考文献
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[5]Dmitriev V G, Shkadov L M, Denisov V E, et al.The flying-wing concept:chances and risks.AIAA:2003—2887
浅析单向叶片式气动马达 第8篇
气动马达是以高压空气作为动力源, 将其位能或动能转变为马达转子的机械能的旋转动力机械装置。在早年代气动马达仅用于具存在高压空气源并且有瓦斯积聚的场所, 从安全角度出发代替传统的电动机使用。近来由于气动马达性能优越并且使用上的方便, 已作为很多普通产业机械的原动机, 得到了广泛的使用。气动马达根据其性能可分为容积式及透平式两大类, 容积式是常用的种类。单向叶片式气动马达属于容积式, 通常将其应用于输出功率不大的高速场合。
2 单向气动式马达工作原理
单向气动式马达装置由动静两部分组成, 如图1所示, 转动部分包括转子和叶片, 静止部分包括气缸、进气口和排气口, O为单向气动式马达转动部分中心, O’为单向气动式静止部分中心, 高压空气由进气口进入单向叶片式气动风马达两相邻叶片之间的空腔, 随着该马达转子逆时针旋转, 高压空气进行膨胀, 向低压空气转变, 膨胀到一定程度后, 工质从排气口排出。工质在单向叶片式风马达中由进气、膨胀、排气过程完成工作循环, 在这一循环过程中, 工质对单向叶片式气动马达的叶片作功, 驱动马达转子旋转, 从而把空气的能量转变为转子的机械能。
1———进气口, 2———排气口, 3———气缸4———转子, 5———叶片
3 单向叶片式气动马达热力原理分析
讨论理论热力原理之前, 作如下假设:1) 工质的初终参数保持不变;2) 不考虑该容积式机械的余隙容积;3) 认为图2的b-c过程为绝热过程;4) 不考虑过程进行中的摩擦和泄漏等因素。
如图2所示, a点处于进气状态点, 初始压力为p1的工质开始流入量相邻两叶片间的位置。当转子旋转到b点时进气口关闭, 工质被阻隔封闭。而后, 由于转子与气缸偏心间偏心移动, 被阻隔的容积增大, 工质进行膨胀, 压力慢慢下降, 当转子旋转到d点时工质的压力与外部大气压力相等。即此时, 排气口打开, 工质进入排气行程。阻隔空间的废空气排出, 到达终态e点, 进气口连续进气, 理论循环完成。
但是在实际的循环过程中阻隔空间里的工质并不能膨胀到大气压力 (理论状态下, 图2中c点和d点是重合的) , 因此工质所具有的初始能量不能被转子完全利用。工质膨胀过程中, c点时排气口即已经打开了, 提前进入了排气行程。
图2中的abcde面积代表一个阻隔空间实际的工作循环过程中工质对叶片所做的理论功LT。图2中横坐标工质容积变化, 纵轴表示工质压力变化, p2’表示排气绝对压力;角标1表示初始状态点, 角标2表示终了状态点。
4 影响单向叶片式气动马达工作性能因素分析
4.1 结构尺寸
单向叶片式气动马达理论绝热功率可用下式计算:
单向叶片式气动马达耗气量可用下式求得:
由上面两个式子可知, 气缸的的尺寸对理论绝热功率和耗气量有影响, 具体包括转子半径、转子偏心度、叶片数目、工作转速、叶片轴向长度、进排气口位置等。
4.2 余隙容积
余隙容积使容积式机械的容积效率降低。因此, 在理论上若需同样数量的工质做功, 必须使用将气缸制造得很大。
4.3 内部泄露
由于动静部分之间存在间隙, 单向叶片式气动马达存在工质泄漏问题, 所以实际工质消耗量比理论消耗量要大。
内部泄漏主要有两方面, 一是叶片与盖板间的泄漏, 二是转子与盖板间的泄漏。转子的叶片与马达的气缸滑动面侧壁之间的泄漏仅存在于在叶片转到排气口或者进气口孔道时。由于工质为气体状态, 其本身是没有润滑作用, 因此间隙尺寸只能尽量控制调整。
4.4 摩擦损失
单向叶片式气动马达转子转动过程中叶片与气缸侧壁之间存在摩擦, 这消耗了理论绝热功的, 使工作效率下降, 同时增加了动静部件之间的摩损。可将润滑油混入工质对其进行润滑。轴承可采用脂润滑。
5 结论
单向叶片式气动马达在设计和运行中可采用以下措施改善工作性能:
1) 单向叶片气动马达的结构尺寸对理论绝热功率及耗气量有影响, 在设计计算中应对其进行优化改进;
2) 减小余隙容积;
3) 控制间隙尺寸;
4) 采用合理润滑减小摩擦损失。
摘要：单向叶片式气动马达在实际中有很大的应用空间, 本文对其工作原理和影响其工作性能因素进行探讨, 提出改善其工作性能的措施。
关键词：单行叶片,气动马达,压缩空气
参考文献
[1]李富成.单向偏心叶片式气动马达主要参数的设计计算[J].凿岩机械与风动工具, 1985.
气动视觉伺服定位系统设计 第9篇
近年来在气动控制技术上特别引人注目的发展趋势之一是实现气,电一体化和气,机一体化。因为气动伺服定位技术一出现,就受到工业界和学术界的高度重视,为气动机器人、气动输送机大规模进入工业自动化领域开辟了十分宽广的前景[1]。视频图像通常由摄像机采集,经过图像处理程序得到目标的特征向量,再将这些特征向量转变为气动推杆的控制量,从而构成一个闭环视觉伺服控制系统。视觉作为人最主要的获取信息的感官,也被认为是机器人最重要的感知能力. 利用视觉传感器得到的图象作为反馈信息,可构造机器人的位置闭环控制,即视觉伺服( Visual Servoing)[2]。本文通过搭建一个气动视觉伺服系统,能够实现对目标的快速跟踪定位,伺服系统的动作时间明显比电动伺服系统更快,满足伺服系统的实时性要求,为后续的果实采摘机器人的直动关节控制研究打下基础。
1 气动视觉伺服定位系统的结构
本文选用FESTO公司生产的伺服定位系统,该系统由24V开关电源、伺服定位控制器CPX-CMAXC1-1、总线节点CPX-FB13、三位五通比例方向控制阀VPWP、传感器接口CASM及标准气缸DNCI等组成。如图1 所示,为使标准气缸能够成功应用于采摘机器人直动关节,搭建以下实验平台用以验证气动伺服定位系统的快速性和准确性。
如图1 所示,USB摄像头固定于气缸推杆顶端,方向与推杆垂直,可随气缸左右水平运动,在摄像头正前方放置一幅垂直气缸移动方向的苹果图片( A3彩印图片) ,通过实时的图像处理计算出目标苹果的中心位置与摄像机成像平面的中心位置之差,将偏差值转变为气缸需要移动位移的控制量,写入控制器,实现摄像头对该苹果的实时定位跟踪。
2 视觉系统
2. 1 图像采集
对目标图像的采集是采摘机器人研究工作的基础,图像采集包括静态图像采集与动态图像采集,静态图像采集作为视觉系统研究的基础,可以确定图像分割适合的颜色空间以及对应的分割策略,还可以验证视觉系统的可行性、实时性等[3]。本文采用的视觉伺服系统为基于图像的视觉伺服系统,如图2 所示。
本文采用CMOS摄像头作为采摘机器人的图像采集设备,通过VFW( Video For Windows) 软件包提供的应用程序编程接口,可以非常方便地实现视频捕捉、编辑及播放等通用功能,满足视觉图像处理的实时性,同时,还可以利用回调函数实现更加复杂的视频应用程序。使用VFW播放不需要专用的硬件,使用者可以直接通过发送消息或者设置相关属性实现视频的处理,还可在不生成中间文件的情形下直接访问视频缓冲区[4]。
2. 2 图像处理
在彩色图像处理技术中,RGB( 红、绿、蓝) 模型是面向硬件的最通用的模型,彩色监视器和绝大多数彩色摄像机均使用该模型; 该颜色系统通过改变红、绿、蓝三基色的数量混合出其他种种颜色。RGB颜色模型直接采用与硬件相同的颜色系统,因此采集的数据不需要经过颜色空间转换即可直接使用,但RGB颜色模型不能提供有效的颜色信息,R、G、B之间存在高度相关性[5],处理颜色分离时容易产生误分离。
本文采用HIS模型,从人的视觉系统出发,直接用色调( Hue) ,饱和度( Saturation) 和亮度( Intensity) 来描述颜色,HIS的彩色空间可以用一个圆锥空间模型来描述,如图3 所示。
经过观察果园果实图片如图4 所示,得知苹果果实与背景存在较大的颜色差异,因此本文选取基于颜色特征的图像分割处理方法。选取色差R-G作为图像分割的颜色特征值,下面就R-G作为图像分割因子对图像的分割效果,如图5 所示。从中可以得出,分割效果均可以满足对果实识别要求,因此,选择简单且快速的方法进行分割,有利于提高图像处理的快速性及实时性。
从R-G分割因子分割后的图片可以看出,所有苹果基本都能与树枝树叶分离出来,不过一些距离较远的苹果我们暂时不需要,因此可以通过获得连通域的中心,计算连通域中像素点到连通域边缘的距离,限制连通域的半径可以将距离较远,图中苹果较小的连通域都去除掉。改进后的分割效果如图6所示。
3 通讯控制
3. 1 PROFIBUS-DP通信
由气动视觉伺服系统的结构框图可以看出现场总线节点用于实现轴控制器与上位机之间的通信。现场总线的通讯状态由PROFIBUS特定的“故障”LED显示。
PROFIBUS是一种具有国际化,开放化以及不依赖生厂商的现场总线标准,它广泛应用于全集成自动化的工业,是目前世界上最成功的现场总线之一[6]。总线的连接是通过一个针脚分布符合PROFIBUS协议( 符合EN 50170 标准) 的9 针Sub-D插座来实现的[7]。通过集成在插头上的DIL开关可使具有主控能力的站点连接到系统上。CPX-FB13 支持符合EN 50170 标准的PROFIBUS-DP协议,可实现同步I/O交换、参数设定以及同步诊断功能( DPV0) 。CPX-FB13 的地址空间为64 字节输入和64 字节输出。图7 为现场总线节点CPX-FB13 示意图。
3. 2 伺服定位控制器
伺服定位控制器,通过FCT( FESTO配置软件)或现场总线完成调试。伺服定位控制器主要通过两组8 个字节的数据来实现对气缸的实时控制,分别是输出数据和输入数据。字节1 和字节2 用来设置控制器工作模式的,本文所使用的工作模式为直接工作模式。字节3 到字节8 由所选择的工作模式决定。要实现对目标的跟踪定位,就要为控制器写入正确的控制字节,只有正确的设置了控制字节,才能使气缸完成跟踪定位。
4 跟踪定位实验
搭建好整个气动视觉伺服系统平台后,需要对通讯卡进行初始化,同时还要利用FCT( FESTO配置工具) 进行配置组态,最后在Visual C ++ 6. 0 软件平台下进行控制实验。让气缸末端摄像头对准目标苹果中心位置,接着水平移动380mm的距离,实验结果为气缸同时跟着移动了380mm左右,完成一次对苹果中心位置的定位,精度完全满足控制要求。将采集到的数据点制作为表格1,如表1 所示。本文希望能够看到气缸移动时的阶跃响应曲线,将采集到的数据拟合成最终的阶跃响应曲线,如图8 所示。
从最终的曲线图可以看出,气缸从位置0 增加到380mm所用时间仅为0. 9s,稳态几乎没有超调,完全满足控制要求。
在上位机中编写的跟踪定位软件客户端可以实时查看到对目标的定位识别图像,如图9 所示,图中红色的十字标识为图像的中心位置,黑色十字标识为识别到的所有苹果中心位置,蓝色十字标识为最大苹果的中心位置。
5 结束语
以上验证了气动视觉伺服控制器的控制精度,速度完全满足实时控制要求,加上快速的图像处理算法,经过改进后的图像处理,处理一帧图像的时间在50ms左右。整个系统能够很好地实现实时跟踪目标,精确定位任务。
摘要：针对以往采摘机器人的电动推杆关节伸缩过程缓慢,文中采用气动伺服控制系统代替原来的电动推杆,提高伺服系统的快速性。视觉系统采用VFW图像采集系统,可以直接访问视频缓冲区,不需要生成中间文件,实时性高。通过单目视觉系统实现气缸对果实中心位置的跟踪控制实验,验证了气动伺服定位系统的快速性和准确性。
关键词：气动伺服,视觉系统,跟踪控制,定位系统
参考文献
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