异形盾构变异五杆切削机构运动学分析

开发合理的切削机构是异形断面盾构的关键技术之一,变异五杆切削机构的合成运动轨迹丰富,可以实现各种异形断面的切削,能够满足实际隧道异形断面的切削需要。为有效实现混合驱动变异五杆机构异形断面盾构切削机构的功能,基于杆组理论,利用平面连杆机构运动分析的复数矢量法对混合驱动变异五杆切削机构进行了运动学分析,建立其运动学模型,获得了该机构的输出运动与输入运动的位置、速度及加速度之间的关系,为进行切削机构动力学分析奠定了基础。

椭圆断面盾构变异五杆切削机构理论研究

异形盾构是盾构技术发展的一个主要方向,研制合理的切削机构是开发异形盾构的核心技术。本文选择混合驱动变异五杆椭圆轨迹机构作为椭圆断面盾构的切削机构进行理论和技术研究。采用图解解析法研究了变异五杆机构切削椭圆轨迹时多种情况下的变化规律,并在此基础上研究了可控电机的控制规律;为了研究切削机构初始位置对切削椭圆轨迹的影响,开发了异形盾构变异五杆切削机构分析与仿真软件,经过理论分析和计算机仿真形成切削椭圆轨迹的控制理论和算法,仿真结果验证了控制理论和算法的正确性,充分表明变异五杆机构能够提供切削轨迹的柔性。

异形盾构变异五杆切削机构的设计及其控制

选择传统五杆机构的一种变异机构作为异形盾构切削机构进行理论和技术研究,对变异五杆切削机构的结构和控制策略进行了一些创新性的研究,按混合驱动的不同方式提出了变异五杆切削机构的两种结构方案,并对可控电机和可控马达控制系统的动态稳定性进行了分析;计算机仿真的结果验证了结果的准确性。

异形盾构变异五杆切削机构的奇异性分析

为了有效地实现混合驱动变异五杆机构异形断面盾构的切削功能,避免机构出现奇异位形,利用变异五杆机构的雅可比矩阵,推导出该机构的奇异性条件。依据机构可装配性要求,得到不出现奇异位形的条件。并利用混合驱动变异五杆切削机构存在无条件双曲柄的尺寸约束条件,分析了混合驱动变异五杆切削机构的奇异性特征。通过对变异五杆切削机构出现和避免奇异性的条件进行数学推导和分析,为异形盾构变异五杆切削机构在结构设计上避免出现奇异位形提供理论依据。