防溜铁鞋在船厂大型起重机械抗风防滑中的应用研究

基于主动轮刹车、夹轨器和锚定机构等常用防风抗滑措施在船厂大型起重机械防风抗滑应用中的局限性,以及船厂锚地建设成本和区域设备干涉等原因,起重机械在遇到突发强风时无法及时回到锚地,故此类突发状况应采用合理方式紧急避险。本文首先分析近几年多起大风造成的事故处置情况,然后针对目前船厂常用的抗风防滑措施进行剖析,接着通过对比计算分析防溜铁鞋止滑能力在不同部署形式中的差异性。最后对防溜铁鞋抗风防滑的应用进行总结。

一种等效3-P_zP_xS并联机构设计与运动学性能分析

针对多轴联动混联加工平台的构型创新需求,综合出一种支链中含平面缩放结构单元的新型2R1T并联机构--3-P_zP_xS。提出并优选了支链构型,验证了机构自由度;推导获得了机构位置正逆解析解,便于后续的运动规划及控制;基于机构雅可比矩阵,确定了机构发生正运动学奇异的位形参数条件;采用边界搜索法获得机构可达工作空间后,确定机构具有大的转动能力。相关成果为混联高效数控加工中心的研究奠定了理论基础。

4PRR-P混联加工机构运动学研究

由于平面并联机构存在着动平台灵活度低,容易产生机构奇异,工作空间小等缺点,课题组提出了一种新型4PRR-P混联加工机构。基于螺旋理论验证了机构的自由度特征,建立了机构位置逆解数学模型,确定了机构的奇异位形。采用数值搜索法求解了机构的工作空间,通过考察各尺度参数对工作空间的影响,优选得到了机构的关键尺度参数。相关数值计算及运动仿真结果表明该机构可以解决平面并联机构存在的灵活度低、容易产生机构奇异、工作空间小等问题。文中运动学模型及性能分析结论合理正确,相关成果可为机构动力学分析、结构设计提供参考。

全对称4-URU并联机构运动性能分析与尺度优化

深入研究了一种能实现3T1R运动的全对称4-URU并联机构。基于螺旋理论验证了机构的自由度特征,建立了机构位置正逆解数学模型,确定了机构的奇异位形。采用数值搜索法求解了机构的工作空间,通过考察各尺度参数对工作空间的影响,优选得到了机构的关键尺度参数。相关数值计算及运动仿真结果表明,该机构运动学模型及性能分析结论正确合理,相关成果可为机构动力学分析、结构设计提供参考依据。

一种新型3UPU-PP混联机构的运动学分析及仿真

针对五轴联动机构在工业上的需求,基于螺旋理论提出3UPU-PP混联机构.3UPU为两转一移并联机构,运用闭环矢量法和几何法对该机构的运动学进行研究,得到该机构的正解和反解.采用数值搜索法,用Matlab软件搜索得到机构的工作空间.基于SolidWorks软件对机构进行运动学仿真,结果表明混联机构运动学模型及其性能分析结论正确合理,相关成果可为机构动力学分析、样机研制提供参考.

新型六自由度铆孔机器人刚度特性研究

针对高端制造业对大型、薄壁及复杂曲面工件的精密、高效和柔性加工的需求,课题组设计了一种基于6-SPU并联机构的新型步行式铆孔机器人。首先,建立了机构的位置逆解的数学模型;然后,通过螺旋理论推导出机构的雅可比矩阵,同时考虑支链的刚度系数,建立了机构的全刚度矩阵及刚度模型;最后,对机构在静载荷作用下动平台变形进行了分析,同时分析了机构的刚度特性分布及相关参数对其的影响,并和有限元仿真结果进行对比,验证了刚度模型的合理性。该研究为自动铆接机器人的结构优化及性能分析提供了参考依据。

一种新型分岔并联机构的多自由度模式分析

提出一种全新的分岔单环闭链构型URRC,这种单环闭链具有两种自由度模式。将串联支链PRRP与分岔单环闭链组合成混联支链,利用3条混联支链连接动平台和定平台,得到了一种分岔并联机构。通过对单环闭链不同模式的组合,得到3T3R、3T、2R1TⅠ、2R1TⅡ、1R2T共5种自由度模式的并联机构,并用螺旋理论分析证明了分岔并联机构具有的5种自由度模式的正确性和驱动选取的合理性。

基于折纸机构设计的新型行走机器人

针对行走机器人存在的驱动复杂、无法适应不同行走环境等局限,基于折纸机构设计出一种新型的具有单自由度的行走机器人的两种腿部折纸构型;通过将三浦折纸(Miura-Ori)折痕转角理论与腿部等效运动学模型相结合,简化运动学的求解并设计出一种新型的驱动方式。将单顶点折纸理论拓展到多顶点的折纸构型之中,得到了不同单元的折痕转角之间的确定关系。提出一种配合折纸折叠状态的步态规划。结果表明,机器人腿部折纸构型能够实现大跨度、大步长的行走步态;由于足部末端的大跨度动作,不与地面发生相对滑动,能够在不同复杂程度的路面实现平稳行走。

基于6-SPU并联机构的铆孔机器人静力学分析

对基于6-SPU六自由度并联机构的集制孔与铆接为一体的新型步行式铆孔机器人进行静力学分析:在位置逆解建模、求解的基础上,根据机器人铆接轨迹规划,确定铆枪的正确铆孔作业位姿;针对飞机某大型薄壁圆柱面工件,应用有限元分析软件进行机器人铆孔作业仿真,获得各铆接点工位对应的动平台各向最大变形量及机构的最大等效应力.仿真结果表明,机器人最大变形量最大值为51.847×10^-7 m,在飞机铆接制孔误差允许范围内,且机构最大等效应力最大值为2.698 MPa,远小于材料屈服极限,可满足铆孔作业的精度与强度需求.

双机器人协调点焊路径优化算法研究

针对双机器人协调点焊白车身前门的焊接路径研究,提出一种多目标遗传算法的点焊路径优化方法。所提算法利用机器人平稳性函数、焊点质量函数、焊钳的可操作性函数以及协调碰撞检测函数,可以实现双机器人协调焊接路径规划,通过分析由于焊钳位姿无法精确控制而引起焊点质量问题,提出了焊钳法向调姿方法,通过对白车身结构件车门窗围25个焊点分布属性及双机器人协调运动焊接要求进行分析,利用齐次变换矩阵和机器人逆解公式求得机器人各个关节角变化量,在Matlab得到双机器人协调运动柔顺焊接路径结果。最后,在机器人离线编程软件RobotStudio建立双机器人协调焊接工作站,对规划结果进行仿真试验验证。结果表明,该方法可以在实际焊接环境中实现双机器人协调点焊路径规划,对提高焊点质量与焊接效率奠定了理论基础。

PRP_AS/2-PUPR型并联机械腿性能指标分析及结构参数优化

为研究并联机械腿运动性能指标和结构参数之间的关系,以PRPAS/2-PUPR并联机构为研究对象。根据步行机器人的工作任务确定机械腿的自由度,通过求解位置正逆解证明机械腿具有部分解耦性能,并通过蒙特卡洛法搜索出机械腿的工作空间。基于1阶影响系数矩阵和2阶影响系数矩阵得出机械腿的速度全域性能指标和加速度全域性能指标,并将结构参数数值化,得出较优的结构参数范围。最后,通过细化后的结构参数的性能指标,得出最优的机械腿结构参数。结果表明,性能指标可以对机械腿的结构参数进行精确优化。

一种含闭环结构单元的新型2R1T并联机构运动性能优化

提出了一种含闭环结构单元的新型2R1T并联机构—3-PPaS。推导获得了解析形式的机构位置正逆解,便于后续的运动规划及控制;采用数值搜索方法求解机构的可达空间,考察确定了机构转动能力与关键尺度参数的影响。进一步,应用雅可比矩阵条件数求解了反映机构转动能力的机构角速度性能全域指标和角加速度性能全域指标,并基于这两种性能指标,优选出了尺度参数的合理取值范围。相关成果为混联高效数控加工中心的研究奠定了理论基础。

消除约束/驱动奇异的冗余驱动原理及并联腿机构设计

基于约束旋量理论,提出了约束奇异、驱动奇异判别准则,推导得出了消除约束驱动奇异的冗余驱动并联机构设计原理。并据此设计了一种无奇异的RxRyTz自由度冗余并联2RPS-UPU+2SPS腿机构。最后,通过剖析由约束、次生约束雅可比矩阵构成的完整雅可比矩阵的秩,验证了冗余驱动并联腿机构能够完全消除约束奇异和驱动奇异。该研究成果为无奇异并联腿机构的运动规划、性能优化、尺度综合、和运动控制奠定了必要的理论基础。

对称3T1R并联机构构型设计与位置分析

基于螺旋理论,深入研究了一种适用于轻小物料高速操作的3T1R运动机构—全对称4-URU并联机构。首先应用螺旋理论对能实现3T1R运动的全对称并联机构进行型综合,列举出了支链中仅含R副的3T1R机构,考虑机构的结构复杂度、工作空间和力/运动传递性能,优选出了一种综合性能较好的4-URU并联机构,验证了优选机构的自由度特征,建立了位置正逆解数学模型,搜索求解了工作空间,结果表明该机构工作空间体积较大,各向同性度较好。

一种新型折叠式柔性铰链的柔顺性能设计

将折纸结构的折展、柔顺特性和连杆机构的运动特性有机结合,提出了折叠式柔性铰链概念,以及具有预期运动性能的折叠式柔性摆转铰链、扭转铰链及复合铰链的参数化设计方法,建立了刻画折叠角、摆转角/扭转角、保持扭矩间量化关系的静力学模型。针对小型、易损、精密、高价值、形状复杂零部件的自动化取放、组装难题,基于折叠式摆转铰链、扭转铰链串联形成的2自由度折叠式复合铰链,提出了一种新型柔性装配平台。对该柔性平台的柔顺性能仿真结果表明,折叠式铰链的力-位移变化规律与其静力学模型完全一致。本文研究成果可望为新概念柔顺机构、可变形移动机器人、柔顺驱动器/执行器等领域提供全新的柔性铰链方案。

利用时事新闻引导高中地理教学

素质教育旨在培养全面发展的社会型人才。在新课改驱动下,时事新闻融入高中地理教学,有利于提高学生的实际运用能力,提高学生的学习积极性,本文就为什么要在地理教学中应用时事新闻和如何更好将二者融合展开论述。

含可重构动平台的新型并联变胞腿机构设计

变胞机构在不同工作阶段会呈现拓扑结构形式不同的运动构态,为便于描述变胞机构各运动构态之间的关系,提出了变胞机构全构态的概念,据此提出了变胞并联机构的构型综合原理,即首先综合出变胞机构的全构态机构,然后由全构态机构经由其约束的增加(或自由度的衰减)演变为某一具体构态机构。构建了基于单自由度空间闭链机构的可重构动平台,据此实现了变胞并联机构的多运动构态切换。根据提出的变胞并联机构构型综合原理,对一种可实现三/四自由度构态切换的新型变胞并联机构进行了构型综合,然后将三重对称Bricard空间闭链机构作为变胞机构的可重构动平台,设计出了一种新型变胞并联腿机构。