圆形隧道衬砌内毛细管换热器间歇运行的传热性能

隧道地源热泵是解决地铁隧道热污染的有效技术之一,毛细管换热器(CHE)因具有抗腐蚀、易弯曲、换热性能好、节省空间等优点被广泛应用于隧道地源热泵系统的前端换热器。基于示范工程建立了CHE流-热耦合传热模型,并在TRNSYS平台搭建CHE仿真系统,对隧道衬砌内CHE在连续、间歇运行下的传热性能进行分析。结果显示,当运行时间比由1/3逐渐增至1时,制冷季和采暖季第7日的CHE日均热流密度分别由100.59、87.42 W/m^(2)降至78.14、68.62 W/m^(2),相应的围岩内表面温度分别随之增大和减小,表明间歇运行能显著提高换热器的传热性能,并有助于缓解隧道围岩冷热堆积问题。

渗流对地铁源热泵前端毛细管换热器性能及围岩温度场的影响

地铁长期运行会引起隧道内的热堆积,影响地铁的安全高效运行。以毛细管为前端换热器的地铁源热泵系统是解决上述问题的有效技术之一。基于某示范工程,建立了隧道衬砌内毛细管换热器仿真模型;分析了典型工况下,渗流对其传热特性及隧道围岩温度场的影响。结果显示,渗流会显著扩大换热器的热影响范围,最远可达围岩下游70 m处;与无渗流工况相比,渗流可显著提高换热器的效率,且二者逆流时,提升效果更明显,供冷季为3.20倍,供暖季为2.55倍;渗流可显著减弱围岩的热堆积。本研究可为地铁源热泵前端换热器的设计提供理论支撑。

地铁隧道源热泵系统前端换热器传热特性理论分析

地铁在长期运行中面临隧道热污染问题,地铁隧道源热泵是解决上述问题的有效技术之一。本研究基于寒冷地区某示范项目,对其前端换热器在典型设计工况下的性能进行了分析。结果显示:随着管内流速的增加,隧道衬砌内毛细管换热器热流密度逐渐增大、进出口温差逐渐减小,但变化率均随着运行时间的延长而减小;随着进口水温的升高与隧道空气温度的降低,CHE热流密度在供冷季逐渐增大,在供暖季逐渐减小;围岩为主要冷源,隧道空气为主要热源。本研究可为能源隧道的设计与工程应用提供参考。

航空航天制造机器人高精度作业装备与技术综述

新一代航空航天产品的研制与批产对制造精度与加工质量提出了更高的新要求。以机器人为核心的智能制造技术与装备是解决该难题的有效途径。然而,工业机器人较低的定位精度与弱刚性结构属性严重制约了其在航空航天部件高精度加工作业中的推广应用。本文在阐述国内外机器人装备在航空航天制造业的应用现状的基础上,重点介绍了机器人作业刚度强化策略与定位误差精确补偿方法的研究现状,并分析了现有高精度控制方法存在的问题及技术难点。最后探讨了机器人作业装备在航空航天制造领域的技术发展趋势,为面向航空航天产品的机器人高精度制造技术的研究提供参考与借鉴。

工业机器人作业误差分级补偿技术

为实现机器人在加工作业中的精确定位控制,提出一种耦合运动学误差与载荷柔性误差的机器人作业误差分级补偿策略。首先,在传统几何参数误差标定的基础上,建立了耦合重力参数的机器人运动学误差模型,实现了机器人控制指令的离线修正;其次,针对关节刚度定值假设导致机器人刚度建模精度不足的问题,提出一种基于空间网格的机器人变刚度辨识方法,并通过在线采集作业载荷实现了对载荷所引起柔性误差的在线预测;最后,通过机器人负载状态下的定位误差补偿试验验证了分级补偿策略的有效性。试验结果表明,所提方法可以将机器人负载状态的定位精度提升到0.217 mm,具有显著的理论意义和工程应用价值。

一种基于冗余自由度的机器人姿态优化方法

工业机器人由于高柔性、高自动化以及低成本的优势,广泛应用于制造装配领域。然而,较低的刚度对机器人的加工精度与质量产生较大的影响。在关节极限约束下建立奇异性性能测量模型,并基于机器人静刚度模型提出一种机器人综合刚度性能评估方法,最终提出一种基于冗余自由度的6轴串联机器人姿态离线优化方法,在尽量远离关节极限姿态与奇异姿态的条件下,得到机器人最优刚度加工姿态。试验验证表明,这种姿态优化方法可以有效提升机器人的运动性能与加工质量。

基于关节反馈的机器人多向重复定位误差补偿

为进一步提高机器人末端的定位精度,通过分析机器人反向误差形成机理及影响因素,阐明了多向重复定位误差对误差补偿的影响;针对引起多向重复定位误差因素的多样性和复杂性,提出基于关节闭环反馈的反向误差补偿策略。通过试验验证这种误差补偿策略可有效抑制机器人多向重复定位误差,满足机器人高精度控制要求。