基于Kano模型的机器人实训台快换工具放置装置需求研究

通过对机器人实训台快换工具放置装置的使用者满意度分析,从使用者需求出发,让快换工具放置装置更符合使用群体的预期和需求。前期对国内外快换工具放置装置研究现状进行总结分析,再通过对目标使用者访谈调研,发现使用者的需求点,进行分析和筛选,最终确定出使用者的合理需求,通过计算Better-Worse系数对不同类型的属性进行排序筛选。在设计上应满足产品的必备属性,即水平转盘式旋转工具库等等;期望属性满意度,即点动控制结构等等;提升魅力属性,即竖向链条式旋转工具库等等方面进行优化,可以更有效增加学生和教师使用者群体的满意度。将Kano模型应用到机器人实训台快换工具放置装置满意度分析,可以提高使用者满意度,能够提高产品改进后的适应力。

用于开箱取货的机器人多末端执行器及其快换装置设计

瓦楞纸箱开箱取货过程中,靠人工先完成剪断与去除打包带、割开封胶带的开包过程,再翻开四块箱盖、拿取货品。为完成上述操作,本文提出了机器人操作流程,构造出可接通三组气路、二组电路的末端执行器无驱动锁紧快换装置,设计了剪打包带与割封胶带的气动开包末端执行器、二吸嘴反向移动电动手掌末端执行器的结构;该机器人采用视觉引导,通过更换上述不同的末端执行器,机器人完成纸箱开包、内包装货品吸取的操作,具有适应性强、自动化程度高的特点。

一种工业机器人快换装置辅助调试工具的设计与应用

【目的】针对工业机器人快换装置调试工艺流程中的复杂性问题,设计一种辅助调试工具,提高调试的工作效率。【方法】通过调研统计,对快换装置辅助调试工具功能进行需求分析,采用弹簧缓冲原理进行产品设计。【结果】设计了一种快换装置辅助调试工具,包括定位凹槽、定位凸槽、定位销、定位销控、弹性伸缩连杆等。【结论】提高工业机器人快换装置调试效率,解决因操作不当造成的快换装置碰撞等问题。

快换式塔筒过驳吊杠结构设计与工程应用

为了解决风机塔筒过驳工序耗时较长的问题,提高风机整体安装效率,基于ABAQUS有限元软件设计了一种快换式过驳塔筒吊杠,将眼板式吊耳优化为多组圆柱式吊耳,可实现起重船单钩快速水平过驳风机中塔、顶塔。结果表明,相较于传统的双钩合抬方法和使用其他类型吊杠,使用快换式塔筒过驳吊杠可显著降低塔筒过驳用时,工序施工效率整体提升了29.2%。研究成果可为其他大件过驳吊杠的设计与应用提供参考。

核工业遥操作电机快换装置的优化设计与实验

针对核工业热室电机遥操作快速更换存在维修难度大、耗时长等问题,基于现有电机快换装置,进行优化设计与实验。根据电机遥操作快换的设计需求,介绍了其整体结构和快换原理;以轴孔装配为机理分析在更换过程中出现卡阻与楔紧的原因,设计了一关节轴承的五自由度被动柔顺机构和两级轴孔导向装配结构;根据电机遥操作更换的流程,搭建实验平台,对电机快换装置进行各项参数测试。实验结果表明,其快换装置允许的位置误差范围为(-5~5)mm,姿态误差范围为(-0.08~0.08)rad;在位姿误差范围内,其成功率可以保持在90%以上;电机遥操作快换时间保持在190s左右。该研究降低了电机遥操作的操作难度和更换时间,大幅提高了电机快换装置的各项性能指标,为类似的产品提供了参考。

液压快换接头压力降-流量特性试验台的设计及不确定度分析

为测试不同流体介质、流量等工况下液压快换接头的流通能力,设计一套液压快换接头压力降-流量特性试验台,完成配套测试处理软件的开发。该试验台可采用46号液压油或水作为试验介质,其流量测试范围为40~1000 L/min,被测快换接头的进、出口压力降测量范围为0~5.0 MPa,被测快换接头的适用公称通径范围为12.5~51 mm。在此基础上,依据ISO 9110-1:2020和ISO 9110-2:2020标准,建立被测快换接头压降值测量的数学模型,并分别计算得到了使用46号液压油或水作为试验介质时的合成不确定度。该试验台的技术参数符合GB/T 5861—2003,也可用于测量快换接头的流量系数和流阻系数。

卡扣式快换系统电池包模态的分析和优化

文章针对卡扣式快换锁体对电池包Z向模态的影响进行研究,通过对快换锁体Z向容差行程的分级调整和结构优化,限位机构结构和限位形式调整,缓冲块不同硬度和应力变化三个维度分析,并结合计算机辅助工程(CAE)分析和振动台架扫频测试多种手段。一定条件下,在满足快换系统加解锁功能的基础上,探索分析快换锁体容差位移尺寸,限位机构形式,Z向缓冲块反向应力大小三个关键因素的的最佳尺寸,结构形式和柔性连接应力值,研究确定最佳平衡参数,提高快换电池包Z向振动模态,使用寿命和经济性。

纯电动汽车电池快换机构的有限元分析

针对纯电动汽车充电时间长的问题,研发了一个可快速、方便进行电池包更换的机械式电池快换机构。文章运用ANSYS Workbench软件,建立了该机构的有限元模型,并针对紧急制动、转向和颠簸路面等工况进行了静态力学分析和模态分析。静力学分析的结果表明,各部件在三种路况下的最大应力均小于材料屈服强度,满足强度设计要求。模态分析的结果表明,三种外部激励所产生的频率与机构固有频率发生偏离,因此在行车时不会产生共振现象。研究结果为电池快换机构的设计以及优化提供了一定的理论参考依据。

快换式公交充电站短期负荷预测方法的研究

为了应对电动汽车规模化发展之后庞大的充电站负荷对电力调度配送等环节带来的影响,依据当前北京奥运快换式公交充电站的相关实测数据,对快换式公交充电站负荷特征及其影响因素进行分析,提出一种基于模糊聚类分析与BP神经网络相结合的快换站短期负荷预测方法。利用该方法对四组不同的测试日进行预测实例分析,并与单一BP网络模型的预测效果进行比较。统计结果表明,基于模糊聚类分析与BP神经网络相结合的预测方法具有较高的预测精度,满足一定的应用要求,适用于快换式公交充电站短期负荷预测工作。

基于FEM的电动汽车快换电池箱模态分析与优化

运用有限元软件hypermesh和nastran,对电动汽车动力电池箱进行自由模态和约束模态分析,本文得出在自由模态下动力电池箱的振幅最大零件和约束模态下的电池箱关键接触部位的唯一最大量,为进一步的动力电池箱振动试验和结构优化提供了参考,在实际工程中得到了验证。

空间机械臂在轨快换高精度模块化关节的研制

研制了一种高输出力矩可实现高速比、高控制精度的在轨可维护模块化关节。首先对高负载空间机械臂进行了动力学仿真,计算出关节力矩需求。其次,确定直流无刷舵机串联谐波减速器的传动方案。直流无刷舵机本身的齿轮传动误差经过谐波传动可以忽略,又有效提高了速比;输出端谐波减速器使关节在满足力矩需求的同时,具有很高负载自重比和传动精度,整个关节的机械回差可控制在1 arc min以内。在机械精度得以保证的同时,设计了基于FPGA的空间机械臂关节硬件控制器,完成高精度传的感器信息采集处理以及关节的闭环控制,以达到3 arc min以内的闭环控制精度指标。另外,为保证此关节长期在轨服役需求,设计了在轨可更换功能以及在轨手动驱动功能;所有控制电路集成于关节内部,实现机电一体模块化,便于在轨整体拆换。最后以关节样机为实验对象,搭建关节负载-精度测试平台,通过PD控制得出关节闭环控制精度,验证了设计的正确性。

基于扫频法的电动汽车快换电池箱结构仿真与优化

通过对快换电池箱数字样机的计算模态数值分析,利用虚拟样机软件Catia、Hypermesh和MSC.NASTRAN进行辅助计算,获得电池箱内、外箱的模态参数,得到了描绘结构的各阶模态频率,在此基础上,对电池箱进行加速度扫频分析,重点研究了电池箱内箱安装边缘和外箱插针之间距离在不同频率下的扫频结果,分析了造成偏移的振型,提出改进振型的方法,提高了电池箱的刚性,快换电池箱在路试过程中表现出良好的抗振性能。

全自动快换装置快速接头技术综述

综述快速接头技术发展现状和快速接头自动对接研究.阐述将快速接头技术应用于抢险救援机器人腕部的全自动快换装置的重要性;介绍现有的各种快速接头,重点研究、分析和评价ISO7241和ISO16028这2种快速接头的结构形式及其优缺点,为最终选用国产ISO16028快速接头提供技术依据.分析和讨论将ISO16028快速接头由手工对接改为自动对接所面临的关键问题,解释现有的各种解决途径的不适用性;提出较简便的解决途径,即集成2个带缓冲结构的双作用单活塞杆液压缸、内埋式液压管路和快速接头安装孔的整体式三位一体安装架.重点阐述该解决途径在以下3种情况下的实用性和可行性:不超出成本预算、不需要对ISO16028快速接头的内外结构作改动设计以及厂家不单独制造这种快速接头;指出该简便的解决途径并非最安全、最可靠,需要在后续的考核验证中引起高度重视.

CATIA的视觉分析功能在电动汽车电池快换转运装置中的应用

以电动汽车电池快换转运装置显示面板布置设计为例,将人机工程学理论与CATIA的视觉分析功能技术相结合,建立具有中国人体尺寸特征的数字化人体模型,利用CATIA软件的视觉功能及人体姿态分析模块,对产品进行动态视觉系统3D模拟仿真,实现了对电池快换转运装置中显示面板布局的人机优化。

电动汽车用户接受电池快换服务的影响因素分析

电动汽车电池快换(BS)服务,是商业化推广纯电动汽车的一条途径。为研究用户对电池快换商业服务的接受程度以及影响因素,该文基于电动汽车的"裸车销售—电池租赁—电池快换"商业化模式,在北京、上海、深圳、重庆等4个城市完成了1000多份问卷调查;利用统计分析软件SPSS对影响用户接受电池快换服务的主要因素进行了统计分析。结果表明:80%以上的受访者接受电池快换服务;电池快换服务的延长电池寿命、节约时间、环保性、便捷性诸因素均具有显著的正向性影响,影响力依次递增。

全自动快换装置精准对接技术

当抢险救援机器人腕部的全自动快换装置(full-AQHCD)自动锁紧属具接口即下耦合件(LCP)时,要同步精准对接和自动接通下耦合件的液压管路,为此,分别提出了数字量测量条件下和模拟量测量条件下精准对接理论(PDT),分别用于指导产品阶段和样机阶段的生产。产品阶段的精准对接理论是:把全自动快换装置视为被动目标,把下耦合件视为主动目标;通过4个耦合点实现全自动快换装置与下耦合件的连接;通过测量分别建立被动目标坐标系(X_1O_1Y_1)、主动目标坐标系(X_2O_2Y_2)与精准对接坐标系(XOY)之间的位姿关系;将被动目标对接点X_1O_1Y_1坐标变换到XOY坐标,再变换到主动目标对接点X_2O_2Y_2坐标;根据主动目标对接点X_2O_2Y_2坐标对主动目标对接点进行调姿以实现精准对接被动目标对接点;最后固定主动目标对接点。样机阶段的精准对接理论是:把全自动快换装置视为被动目标,把下耦合件视为主动目标;不完工被动目标布线舱,从而暴露出工作舱类似扳手空间的操作空间;通过4个耦合点实现全自动快换装置与下耦合件的连接;另外布置油源,在操作空间中先"对接"液压管路,再"测量、调姿和最后固定"主动目标的液压管路;完工被动目标布线舱。对上述2种条件下理论进行了仿真验证。

基于斜刃浮动凹模、阶梯快换凸模的车架复合冲裁模研究

根据企业加工设备条件,研制了拖拉机车架切边冲孔复合模具。该模具在结构上采用斜刃冲、阶梯冲相结合来降低冲裁力,运用外置式弹压卸料及变间隙冲裁提高了模具的可靠性,主要工作零件结构设计采用浮动、快换、镶拼等,大大方便了模具制造和维修。经实际生产验证,具有较好的经济性和实用性。

连铸中间包快换自动控制系统

中间包的低使用寿命影响了连铸机连浇炉数的提高,中间包快换技术的应用解决了这一难题,并从很大程度上提高了铸机作业率。介绍了马鞍山钢铁股份有限公司第三炼钢厂异型坯的自动控制系统,并在此基础上,开发了连铸中间包快换自动控制系统并得以实现,大大提高了铸机产能。

实现中间包快换的生产实践

济钢第三炼钢厂通过确保快换前后的钢水温度、提高中间包及浸入式水口的烘烤质量以及采用连接件连接接头等措施,实现了中间包快换,快换时间为2～3m in。中间包快换技术大大提高了铸机作业率,连浇炉数由快换前的16炉提高到48炉以上,钢水收得率由97.67%提高到97.93%,月均提高产量4094.92t。

板坯连铸中间包快换工艺实践

介绍了天铁集团炼钢厂0#板坯连铸机中间包快换工艺实践,对快换中包的准备、中间包和浸入式水口的烘烤、钢水温度条件和操作过程等重要环节做了详细阐述,并对快换中包技术实施前后的技术指标进行了对比。采用快换工艺后,连浇炉数由快换前的20炉/次提高到80炉/次以上,换包成功率达到97.12%,减少了铸机停机次数,提高了铸机产能。