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空间两自由度冗余驱动摇摆台的关键技术研究

空间两自由度冗余驱动摇摆台的关键技术研究

作者：郝登运天津大学

学位级别：硕士

本文首先详细叙述了重型摇摆台的发展历程及国内外研究现状。提出了一种新型空间两自由度冗余驱动摇摆台机构。本文系统的研究了机构的概念设计、逆运动学分析、尺度综合、位置正解、轨迹规划、动力学分析等关键性问题。全文得到如下结... 详细信息

本文首先详细叙述了重型摇摆台的发展历程及国内外研究现状。提出了一种新型空间两自由度冗余驱动摇摆台机构。本文系统的研究了机构的概念设计、逆运动学分析、尺度综合、位置正解、轨迹规划、动力学分析等关键性问题。全文得到如下结论:本文提出一种新型空间两自由度冗余驱动摇摆台机构,该机构具有较高的刚度、较强的承载能力、较优的操作性能及动力学性能等优点,特别适用于重载、工作空间要求较大的工作场合。采用矢量法,构建空间两自由度冗余驱动摇摆台的位置、速度逆解模型,求出速度雅克比矩阵;通过对雅克比矩阵的奇异值分析,发现最小奇异值是较合适的运动学性能评价指标。根据设计空间内全域优化目标函数随优化参数的变化规律,从而确定出部分设计参数的全域最优解。引入UPU支链有效行程与最小杆长比值的约束条件,将确定机构其余设计参数的问题,归结为一类依据K-T条件求解有约束条件的非线性规划问题,最终确定出所有设计参数。采用Newton-Raphson迭代法求解空间两自由度冗余驱动摇摆台的位置正解问题,并通过算例验证,Newton-Raphson迭代法是一种高效的数值算法,完全能够满足实时监控的要求。采用正弦方法,根据工作条件要求,求出机构末端(动平台)的运动轨迹、角速度以及角加速度变化曲线,通过仿真验证了所采用方法的合理性。利用虚功原理构建空间两自由度冗余驱动摇摆台的刚体逆动力学模型,采用驱动力优化方法,求出机构的最优驱动力。通过三种能够实现两转动自由度要求的方案在给定运动轨迹条件下驱动力的变化规律的对比,发现第三种方案即本论文所采用方案最优。以刚体逆动力学模型为基础,提出了一种完全具有互补性同时兼顾加速度项、速度项及重力项影响的全域动力学性能评价指标,该方法适用于重载、冗余驱动的并联机构。通过仿真,验证了所采用方法的合理性及结论的正确性。

关键词：并联机构冗余驱动尺度综合刚体逆动力学动力学性能评价

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轨道交通屏蔽门可靠性指标的确定及验证

机械工程与技术 2015年第2期4卷 135-140页

作者：都军民郝登运中国船舶重工集团公司第七一三研究所河南郑州

针对屏蔽门产品在传统设计中缺乏可靠性定量分析和验证的不足,研究了指数寿命拟合优度检验方法及确定屏蔽门可靠度模型的一般程序,提出了确定可靠性定量指标的基本方法,分析了不同故障次数、不同置信度水平对可靠性验证结果的影响,从而... 详细信息

针对屏蔽门产品在传统设计中缺乏可靠性定量分析和验证的不足,研究了指数寿命拟合优度检验方法及确定屏蔽门可靠度模型的一般程序,提出了确定可靠性定量指标的基本方法,分析了不同故障次数、不同置信度水平对可靠性验证结果的影响,从而给出了屏蔽门在特定时间和特定条件下可靠工作的预期。研究结果表明:屏蔽门在一定时间内的可靠度与其使用频率有较大关系,工程设计中应根据屏蔽门的应用特点,确定屏蔽门可靠性以及单台屏蔽门的故障率。

关键词：轨道交通屏蔽门可靠性故障率置信区间

300MW/220kV海上升压站电气一次设计研究

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舰船科学技术 2021年第9期43卷 133-136页

作者：王建楹郝登运武雪林巴忠镭中国船舶集团有限公司第七一三研究所河南郑州450015

针对国内海上风电场规划建设需求,以某风电场300 MW/220 kV海上升压站为典型工程产品样例,对升压站电气一次设计涉及的主变压器型式和容量确定、电气主接线方式、短路电流计算校核等关键技术问题进行分析研究,提出设计方法;对升压站电... 详细信息

针对国内海上风电场规划建设需求,以某风电场300 MW/220 kV海上升压站为典型工程产品样例,对升压站电气一次设计涉及的主变压器型式和容量确定、电气主接线方式、短路电流计算校核等关键技术问题进行分析研究,提出设计方法;对升压站电气一次系统进行工程设计,提出主要电气设备、过电压保护及接地装置等设计方案,可为升压站电气系统设计建造及运维借鉴。

关键词：海上升压站电气一次主变压器主接线

2自由度重型摇摆台的逆运动学分析及其轨迹规划

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机械设计 2011年第2期28卷 58-60,93页

作者：郝登运张国华韩荻杨志永陈九川机械系统与振动国家重点实验室上海200240 天津大学机械工程学院天津300072 中国船舶重工集团公司第七一八研究所河北邯郸056027

设计了一种2自由度大承载摇摆台,建立其数学模型,研究其运动学逆解;在此基础上,对其进行轨迹规划。最后采用正弦方法,并通过仿真验证轨迹规划的有效性。该研究为2-DOF摇摆台的控制与轨迹误差跟踪奠定了一定的理论基础。

关键词：并联机构自由度逆运动学轨迹规划摇摆台

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适用于机场自助安检的智能闸机系统设计

电子制作 2023年第19期31卷 86-89页

作者：郝登运王建楹李伯男中船重工海为郑州高科技有限公司河南郑州450015 郑州机电工程研究所河南郑州450015

针对机场自助登机通道的新需求,本文主要采用了身份证件识别技术、人脸识别技术及通道识别技术,设计了一种智能验证闸机系统。该系统主要包括总体设计、程序架构、模块划分和子系统设计四部分,解决了尾随拦截成功率低和人脸识别效率低... 详细信息

针对机场自助登机通道的新需求,本文主要采用了身份证件识别技术、人脸识别技术及通道识别技术,设计了一种智能验证闸机系统。该系统主要包括总体设计、程序架构、模块划分和子系统设计四部分,解决了尾随拦截成功率低和人脸识别效率低等问题。旅客可通过以上验证自助通过设备,避免了冒用他人身份证及尾随他人通行的行为发生。该系统是一种高效的、适用性广、安全性高的新型自助闸机设备,具有很好的推广价值。

关键词：人脸识别通行识别证件识别三开门

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硒鼓自动化生产线设计

制造业自动化 2020年第7期42卷 102-105页

作者：王建楹郝登运中国船舶重工集团公司第七一三研究所郑州450015

应硒鼓厂要求,为解决人工成本高、单机单件、产品一致性差、生产效率低等问题,设计开发了自动化生产线。对主要工艺流程进行了规划设计,对各生产工艺的设备进行了配置计算,对各工序进行了生产自动化设计;按照生产效率匹配的原则,将由鼓... 详细信息

应硒鼓厂要求,为解决人工成本高、单机单件、产品一致性差、生产效率低等问题,设计开发了自动化生产线。对主要工艺流程进行了规划设计,对各生产工艺的设备进行了配置计算,对各工序进行了生产自动化设计;按照生产效率匹配的原则,将由鼓基粗加工完成的半成品自动输送给精加工工序,将成品涂布工序通过自动输送系统分别与精加工和硒鼓成品装配工序有机结合,并由控制主机协调生产节拍,将硒鼓上料、送料、装配及硒鼓成品下料装袋等工序以自动传输的方式衔接并实现全部自动化。

关键词：硒鼓自动化生产线工序指标需求

基于STM32的铁路信号智能模拟检测系统硬件架构设计

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工业控制计算机 2023年第2期36卷 57-58,60页

作者：郝登运徐振兴巴忠镭中船重工海为郑州高科技有限公司轨道交通事业部河南郑州450000

针对铁路信号模拟检测中存在模拟显示板通用性差、操作复杂等问题,提出了基于STM32的铁路信号智能模拟检测系统的硬件架构设计,以STM32F103C8T6为控制核心设计了轨道电路模拟单元、信号机模拟单元和转辙机模拟单元。各单元通过各电路模... 详细信息

针对铁路信号模拟检测中存在模拟显示板通用性差、操作复杂等问题,提出了基于STM32的铁路信号智能模拟检测系统的硬件架构设计,以STM32F103C8T6为控制核心设计了轨道电路模拟单元、信号机模拟单元和转辙机模拟单元。各单元通过各电路模块的相互配合,可以实现8*N个信号状态的输入和输出,再结合扩展板可以对不同站形的车站进行信号模拟检测,通用性强,操作方便,大大缩短测试时间。

关键词：铁路信号模拟检测 STM32 通用性

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预应力条件下对支撑底座的静动态特性分析

机械工程与自动化 2023年第5期 104-105,109页

作者：郝登运张贺尹恩华中船重工海为郑州高科技有限公司河南郑州450000

以某举升机构的支撑底座为分析对象,运用三维软件进行实体三维建模,并通过ANSYS对支撑底座进行预应力条件下的有限元分析,探究支撑底座在实际工况下的静动态特性。通过静力学分析可知,支撑底座的强度满足选材设计要求,同时结合应变云图... 详细信息

以某举升机构的支撑底座为分析对象,运用三维软件进行实体三维建模,并通过ANSYS对支撑底座进行预应力条件下的有限元分析,探究支撑底座在实际工况下的静动态特性。通过静力学分析可知,支撑底座的强度满足选材设计要求,同时结合应变云图发现,结构的应变量很小,满足实际变形量要求。最后根据结构的受力情况,对支撑底座进行了在预应力条件下的模态分析,发现整体结构不会发生共振,为选用合适的驱动电机提供了依据。

关键词：支撑底座静力学分析模态分析

基于ANSYS Workbench的标定机承重结构仿真分析

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机械工程与自动化 2021年第2期 61-63页

作者：张贺郝登运胡广辉刘静涛明奇中船重工海为郑州高科技有限公司河南郑州450000

应用ANSYS Workbench对某标定机承重结构进行仿真分析。根据设计要求,首先应用SolidWorks对标定机承重结构进行三维建模,之后将模型导入到ANSYS分析软件中,经过分配零部件材料属性和网格划分建立有限元模型,通过施加实际工况负载,得到... 详细信息

应用ANSYS Workbench对某标定机承重结构进行仿真分析。根据设计要求,首先应用SolidWorks对标定机承重结构进行三维建模,之后将模型导入到ANSYS分析软件中,经过分配零部件材料属性和网格划分建立有限元模型,通过施加实际工况负载,得到承重结构的应力应变和整体变形情况,结果发现该结构不能满足设计要求。对模型进行结构优化,再次进行仿真分析,发现优化后的承重结构强度和刚度均满足设计指标要求,为后期对结构进行更加精确的设计提供了参考和依据。

关键词：承重结构 ANSYS Workbench 仿真