检索结果-南通市图书馆

机车电传动 2009年第6期 18-20页

作者：张春良许呈祥唐先贺西南交通大学机械工程学院四川成都610031 株洲时代新材料科技股份有限公司事业本部开发中心湖南株洲412007

主要对SS9型、SS7E型和HXD2型机车用轴箱拉杆以及其关键部件之一的橡胶关节等进行了介绍,通过对这3种轴箱拉杆的结构优缺点、刚度性能、橡胶关节的性能、疲劳可靠性等的对比分析,对主机厂今后进行该类产品的结构设计提出了具体的建议。

关键词：轴箱拉杆橡胶关节结构特点刚度性能对比分析疲劳试验机车

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铝合金侧墙焊缝磨削作业中工业机器人刚度建模研究

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铝合金侧墙焊缝磨削作业中工业机器人刚度建模研究

作者：李骏驰河北工业大学

学位级别：硕士

铝合金车体侧墙的焊缝打磨是车体焊后处理过程中非常关键的一步,传统的打磨方式为人工手动打磨,成本高、效率低,且打磨质量很难保持一致,同时由于打磨现场粉尘、噪声很大,不利于工人的身体健康。本课题结合工业机器人技术,设计了焊缝自... 详细信息

铝合金车体侧墙的焊缝打磨是车体焊后处理过程中非常关键的一步,传统的打磨方式为人工手动打磨,成本高、效率低,且打磨质量很难保持一致,同时由于打磨现场粉尘、噪声很大,不利于工人的身体健康。本课题结合工业机器人技术,设计了焊缝自动化打磨机器人工作站与用于焊缝打磨的机器人末端执行器;为保证焊缝的打磨质量,对焊缝打磨机器人的刚度及其刚度性能进行分析和研究。(1)本文以传统焊缝打磨工艺为基础,根据生产加工要求,完成焊缝自动化打磨工艺流程设计与机器人工作站整体布局,根据工作负载与工作空间完成机器人与导轨选型。设计了用于焊缝铣削、打磨、抛光的机器人末端执行器,对其中的铣削组件、打磨组件、抛光组件的结构设计进行介绍。(2)应用D-H法完成了IRB6700机器人连杆坐标系的建立,对机器人的正运动学与逆运动学进行求解,并应用蒙特卡洛法对机器人的实际工作空间进行计算,验证其满足工作要求。分析了机器人的速度雅可比矩阵与力雅可比矩阵。对机器人的关节刚度矩阵与末端笛卡尔刚度矩阵进行推导,使用激光跟踪仪测量已知负载下的机器人末端形变,通过最小二乘法计算得出了机器人的关节刚度数值,通过静刚度辨识实验验证了计算结果的可靠性。(3)以刚度辨识得到的关节刚度为基础,将瑞利商引入机器人的刚度矩阵中,用于估算刚度矩阵的最小奇异值。将机器人刚度矩阵的最小奇异值作为机器人刚度性能的评价指标,对不同位姿下的机器人刚度性能进行评价。通过计算得到了机器人刚度性能最佳的打磨位姿。应用五项式插值法完成机器人由初始位姿运动至打磨位姿的轨迹规划,通过仿真验证了轨迹规划的合理性。

关键词：铝合金焊缝工业机器人刚度辨识刚度性能

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基于柔性铰链的并联机构性能研究与优化设计

基于柔性铰链的并联机构性能研究与优化设计

作者：廖安志浙江大学

学位级别：硕士

在精密位姿调节装置需求日益迫切的今天,随着并联机构技术和微位移技术的进步,精密位姿调节并联机构成为了精密位姿调节装置的重要研究方向。在浸没式光刻机中,需要一种微米级的三自由度精密位姿调节装置对浸没单元位姿进行调节,本文研... 详细信息

在精密位姿调节装置需求日益迫切的今天,随着并联机构技术和微位移技术的进步,精密位姿调节并联机构成为了精密位姿调节装置的重要研究方向。在浸没式光刻机中,需要一种微米级的三自由度精密位姿调节装置对浸没单元位姿进行调节,本文研究的基于柔性铰链的并联机构就是这样一种精密调节装置。本文研究内容包括4方面：1)对***-V并联机构进行了运动学建模,给出了其运动学正逆解的详细推导过程。特别地,提出了已知z、y、β的运动学逆解求解方法,为一些特殊测量方式的控制提供了逆解方法,并仿真验证了各运动学模型的正确性。2)基于伪刚体模型,建立起直圆型柔性铰链的刚度和精度模型;提出了柔性铰链的评价标准并建立相应的数学模型;提出了转动副并联柔性铰链结构,并建立了相应刚度模型,显著提高了柔性铰链纵向刚度和扭转刚度;仿真分析验证了柔性铰链刚度模型的正确性。3)面向应用,对直圆型柔性铰链、并联柔性铰链及并联机构的其他运动副进行了优化设计,并对基于柔性铰链的并联机构的各尺寸进行了优化配置;对动平台和基于柔性铰链的并联机构的测试表明并联机构具有优秀的刚度性能和动态性能。4)对基于柔性铰链的并联机构进行后处理。在误差分析的基础上,利用矢量法建立起基于柔性铰链的并联机构的误差模型;设计参数识别策略成功的将多目标优化问题转变成单目标优化问题;提出带变异的粒子群算法,并结合参数识别策略和误差模型对基于柔性铰链的并联机构进行参数识别;精度性能测试显示基于柔性铰链的并联机构开环重复定位精度(z,α,β)分别达到了(-0.5～1.0um, ±0.01rad,±0.03mard),证明基于柔性铰链的并联机构是一种微米级的精密位姿调节并联机构,满足浸没式光刻中浸没单元的位姿调节要求。

关键词：并联机构柔性铰链 3-PSR-V 运动学优化设计刚度性能参数识别精度性能

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高速滚珠丝杆副机械特性分析

高速滚珠丝杆副机械特性分析

作者：宗帅青海大学

学位级别：硕士

高速精密滚珠丝杆副是数控机床的关键功能部件。随着高速切削技术的发展,对滚珠丝杆副的速度提出了越来越高的要求。滚珠丝杆副的高速化同时带来了振动以及摩擦引起的温升等诸多问题,振动、温升成为制约滚珠丝杆副高速化的关键因素,研... 详细信息

高速精密滚珠丝杆副是数控机床的关键功能部件。随着高速切削技术的发展,对滚珠丝杆副的速度提出了越来越高的要求。滚珠丝杆副的高速化同时带来了振动以及摩擦引起的温升等诸多问题,振动、温升成为制约滚珠丝杆副高速化的关键因素,研究摩擦和噪声等高速滚珠丝杆副的动力学性能,分析影响滚珠丝杆副高速性能的关键因素,为高速滚珠丝杆副的设计和制造提供理论和技术支持,具有重要的理论价值和实际意义。本文应用接触力学和碰撞力学结合实验,研究了滚珠丝杆副刚度特性,滚珠的动力学性能,摩擦温升问题和丝杆副精度。研究内容主要包括:1)应用经典力学理论,研究了中空滚珠丝杆副中通孔半径对丝杆副轴向刚度和轴向微变形;2)根据运动学理论,分析滚珠和返程轨道的动力学关系,探讨碰撞角和转速对碰撞力的影响;3)应用传热理论和牛顿冷却理论,建立了丝杆副的热力学方程。根据丝杆材料属性研究了丝杆的热变形,并通过有限元仿真验证了其正确性;4)根据滚珠丝杆副的结构特点,研究分析了滚珠丝杆副出现误差的原因,并提出了误差补偿的具体措施。

关键词：滚珠丝杆副刚度性能轴向变形碰撞角热变形定位精度

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蜂窝体胞尺寸对夹芯板性能的影响研究

蜂窝体胞尺寸对夹芯板性能的影响研究

作者：赖余东南昌航空大学

学位级别：硕士

蜂窝夹芯结构以其独特的构造形式和显著的多功能特性而备受瞩目，被广泛应用在航空、航天等工程领域。本文简述了蜂窝夹芯结构的发展应用概况及其构造和性能特点，回顾了近年来夹芯蜂窝在细观力学等效、传热性能等效和体胞微结构尺寸影... 详细信息

蜂窝夹芯结构以其独特的构造形式和显著的多功能特性而备受瞩目，被广泛应用在航空、航天等工程领域。本文简述了蜂窝夹芯结构的发展应用概况及其构造和性能特点，回顾了近年来夹芯蜂窝在细观力学等效、传热性能等效和体胞微结构尺寸影响等方面的研究进展。在此基础上，以有限元软件ANSYS为平台，采用参数化编程语言，建立三维有限元分析模型，针对蜂窝夹芯板性能（刚度、传热）的尺寸效应问题开展研究，主要工作及结论如下：研究了蜂窝体胞尺寸对夹芯板刚度性能的影响规律。以夹芯均匀化等效的夹芯板模型为基准，定义无量纲尺寸影响因子，描述不同蜂窝尺寸夹芯板结构性能相对均匀化等效模型基准值的变化趋势，量化蜂窝尺寸的影响程度。采用有限元数值方法，开展了不同尺寸、不同构型以及不同边界条件下蜂窝夹芯板性能的比较分析，证明了夹芯板刚度性能存在尺寸效应并且界定了影响范围。针对蜂窝夹芯板的面外尺寸效应问题，基于均匀化方法，提出一种能揭示蜂窝夹芯板面外尺寸影响规律的“三层板体胞”计算模型。采用有限元数值模拟与经典层合板理论公式，计算比较了在面外方向体胞数目变化时，不同蜂窝构型夹芯板弯曲和振动响应的变化规律，计算结果表明夹芯板存在显著的面外尺寸效应。此外，均匀化计算结果与有限元方法和层合板理论公式计算结果存在明显差异，反映了均匀化方法的局限性。在夹芯层相同材料用量约束下，研究了六边形金属蜂窝体胞几何尺寸对夹芯板整体稳态传热性能的影响规律。以Swann＆Pittman半经验公式计算结果为比较基准，考虑传导-辐射耦合作用，建立夹芯板热分析有限元模型并获得夹芯板温度分布。结果表明：夹芯板的传热性能具有显著尺寸效应，而半经验公式计算结果不能完全反映出蜂窝体胞尺寸对夹芯板传热性能的影响。

关键词：尺寸效应夹芯板蜂窝体胞有限元方法刚度性能传热性能

基于刚度模型的机器人加工位姿优化和路径偏差补偿研究

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基于刚度模型的机器人加工位姿优化和路径偏差补偿研究

作者：王昊南京航空航天大学

学位级别：硕士

工业机器人由于其工作灵活性高、可移动、较高的自动化程度、适应性强、低成本等优势被广泛应用于搬运、钻孔、铣削、焊接等工业加工领域。工业机器人与CNC机床一样具有多轴功能,然而由于工业机器人独特的悬臂梁结构,工业机器人的刚度与... 详细信息

工业机器人由于其工作灵活性高、可移动、较高的自动化程度、适应性强、低成本等优势被广泛应用于搬运、钻孔、铣削、焊接等工业加工领域。工业机器人与CNC机床一样具有多轴功能,然而由于工业机器人独特的悬臂梁结构,工业机器人的刚度与CNC机床的刚度相差较大。因此研究工业机器人刚度特性,结合加工工艺特点,对机器人加工位姿进行优化或对机器人加工路径偏差进行补偿,对提高机器人加工质量具有重要意义。首先,基于机器人D-H参数模型建立了机器人运动学模型,使用几何法推导了机器人逆解,使用微分变化法计算机器人雅克比矩阵。选取机器人运动性能评价指标对机器人的运动性能进行分析。其次,基于机器人理想连杆假设,建立了机器人刚度模型。分析得知补充刚度矩阵对机器人刚度模型影响较小,可以忽略不计,从而简化了机器人刚度模型。推导机器人关节刚度计算原理,发现当机器人处在运动性能较好的位姿时,机器人关节刚度辨识结果精度更高。选取运动性能不同的机器人位姿进行关节刚度辨识实验,验证了此发现并选取精度最高的机器人关节刚度建立机器人刚度模型,并选取机器人刚度性能评价指标对机器人刚度性能进行分析。接着,对钻孔机器人的钻孔位姿进行优化。先分析钻孔机器人冗余自由度来源,机器人钻孔执行器悬挂式安装方式和机器人移动平台是导致钻孔机器人自由度冗余的主要原因。对钻孔执行器是悬挂式安装的钻孔机器人,提出以绕自身轴线旋转角度为变量,遍历所有旋转角度寻找最优钻孔位姿的优化方法。对安装在移动平台上的钻孔机器人,根据移动平台自由度的不同,提出用于单自由度移动平台优化的图表法和用于多自由度移动平台优化的遗传算法。优化后钻孔机器人的刚度性能得到了明显提升。最后,对机器人铣削时的路径偏差进行补偿。先分析单铣削点机器人路径偏差的补偿原理,总结了单铣削点机器人路径偏差补偿流程。基于单铣削点机器人路径偏差补偿原理,对连续铣削机器人路径偏差补偿方法进行研究,提出了用于有力传感器情况下的隔点补偿法和用于无力传感器情况下的直接补偿法。在工控机中编写了机器人运动算法和控制界面,对机器人铣削路径偏差补偿算法进行验证,实验结果表明,此算法补偿效果明显。

关键词：工业机器人运动性能刚度模型刚度性能加工位姿优化路径偏差补偿

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钻铆机器人静刚度分析与优化研究

钻铆机器人静刚度分析与优化研究

作者：陈志雄电子科技大学

学位级别：硕士

工业机器人具有成本较低、灵活性好、智能化程度高的优点,在飞机装配制造领域得到了越来越广泛的应用,而现代飞机对性能和寿命的高标准,相应地对飞机装配质量提出了更严格的要求,但串联机器人结构弱刚性的固有特点,使其存在加工过程中... 详细信息

工业机器人具有成本较低、灵活性好、智能化程度高的优点,在飞机装配制造领域得到了越来越广泛的应用,而现代飞机对性能和寿命的高标准,相应地对飞机装配质量提出了更严格的要求,但串联机器人结构弱刚性的固有特点,使其存在加工过程中的变形问题,这往往会导致系统加工精度不够以及加工质量不达标,甚至还会出现颤振的情况。因此,获取机器人静刚度参数,分析机器人工作空间内的刚度性能并研究改善的优化方法,对于保证机器人系统作业稳定性,改善系统加工质量具有重要意义。针对这一点,本文以钻铆机器人为对象,开展了机器人静刚度建模及参数获取、工作空间内刚度性能分析、基于刚度性能的位姿优化等内容的研究。首先,结合修正版的DH参数法和坐标系的齐次变换原理,建立了钻铆机器人的运动学模型,并使用Matlab中的机器人工具箱验证了模型的正确性。推导了机器人运动学正解,采用微分变换法构造了机器人雅克比矩阵,根据机器人雅克比矩阵,在假定连杆刚性的条件下,得到机器人关节刚度与末端操作刚度的映射关系,最终建立了机器人静刚度模型,并得出机器人操作刚度与位姿相关的结论。其次,使用激光跟踪仪与六维测力仪等高精度测量设备,设计并完成了机器人关节刚度辨识实验,通过对实验数据的处理,获取了机器人静刚度参数即关节刚度值,并用额外的两组数据对机器人末端受力时的变形情况作出了预测,经过与实际变形进行对比发现能够较好地吻合,从而验证了所辨识出静刚度参数即关节刚度值的有效性与准确性。然后,分析了操作刚度矩阵的性质,并介绍了矩阵瑞利熵、变形椭球和力椭球三种刚度性能评价指标,采用蒙特卡洛法仿真得到了机器人工作空间,并以变形椭球和力椭球参数为刚度性能指标,仿真得到了机器人工作空间内刚度性能云图,从而为指导机器人作业选择最优刚度性能区域给出参考。最后,以机器人刚度性能最优为目标,结合机器人钻铆系统作业时的位姿约束条件,建立了基于机器人刚度性能的位姿优化问题的数学模型,采用粒子群算法对优化问题进行了求解,并结合具体的算例,证明了通过优化机器人的位姿,实现了增强机器人刚度性能的目的,这对保证机器人系统作业稳定性和改善系统加工质量具有重要意义。

关键词：工业机器人关节刚度辨识刚度性能位姿优化粒子群算法

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一种新型无伴随运动并联机构性能分析与优化

中南大学学报（自然科学版） 2022年第7期53卷 2487-2498页

作者：陈淼张氢秦仙蓉孙远韬同济大学机械与能源工程学院上海201804

提出一种新型1T2R无伴随运动并联机构,并对其运动学性能、刚度性能及动力学性能进行综合分析和优化。首先,运用螺旋理论分析2RPU-RPS-UPS并联机构的无伴随运动特性,并基于该特性推导机构的正逆运动学解析解;其次,研究机构发生奇异的数... 详细信息

提出一种新型1T2R无伴随运动并联机构,并对其运动学性能、刚度性能及动力学性能进行综合分析和优化。首先,运用螺旋理论分析2RPU-RPS-UPS并联机构的无伴随运动特性,并基于该特性推导机构的正逆运动学解析解;其次,研究机构发生奇异的数学条件,指出冗余驱动支链的存在可以明显改善机构奇异性;然后,分析该机构的工作空间,整体刚度矩阵和动态可操作度,并在此基础上分别推导出规则工作空间体积、全局刚度性能指标和全局动态可操作度指标;最后,以这3类指标为目标函数,采用NSGA-II多目标优化算法进行求解,得到目标函数的Pareto最优解集,并借助理想点法选取一组综合性能较优的解。研究结果表明:机构性能之间存在竞争关系,优化后的工作空间体积、刚度性能指标和动态性能指标分别提高了32.6%,6.70%和7.45%。

关键词：无伴随运动规则空间体积刚度性能动态可操作度多目标优化

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水轮发电机组大部件结构筋板对刚强度性能的影响分析

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大电机技术 2021年第1期 82-88页

作者：王治国郭杰钟苏王应伦杨国昌哈尔滨大电机研究所哈尔滨150040 水力发电设备国家重点实验室(哈尔滨大电机研究所) 哈尔滨150040 广西桂冠电力股份有限公司贵州兴义562400

筋板结构的布置位置和形状,以及筋板与主体结构的连接情况都会对水轮发电机组大部件的局部应力、结构变形、刚度性能和固有频率产生影响。本文计算分析了筋板对水轮发电机组大部件在局部应力、结构变形、刚度性能和固有频率等以上各个... 详细信息

筋板结构的布置位置和形状,以及筋板与主体结构的连接情况都会对水轮发电机组大部件的局部应力、结构变形、刚度性能和固有频率产生影响。本文计算分析了筋板对水轮发电机组大部件在局部应力、结构变形、刚度性能和固有频率等以上各个方面的具体影响情况,并提出了合理建议,对水轮发电机组的设计和安装制造具有一定的借鉴意义。

关键词：筋板局部应力结构变形刚度性能固有频率

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U形膨胀节的轴向位移应力和轴向刚度

炼油设备设计 1981年第3期 9-18页

作者：黎廷新胡坚洪锡钢华南工学院

本文对于波峰、波谷圆弧半径不同的 U 形膨胀节的轴向刚度与轴向位移应力的计算,以及对于影响刚度的塑性残余变形、形状尺寸变化、温度变化、位移滞后、端波效应等都做了一些实验与理论分析,提出了见解。

关键词：膨胀节刚度性能弹性刚度轴向刚度轴向位移