鍛造操作機(jī)構(gòu)型設(shè)計與動力學(xué)性能研究
發(fā)布時間:2021-06-16 16:10
重載鍛造操作機(jī)是在極端載荷條件下作業(yè)的巨型工業(yè)機(jī)器八,可夾持大型工件配合萬噸壓機(jī)實(shí)現(xiàn)自由鍛造。由于重載鍛造操作機(jī)輸出自由度多且相互耦合,鍛造過程中末端夾鉗的位姿和速度操作能力、力承載特性及整體剛度隨著機(jī)構(gòu)的形位變化而動態(tài)變化,因此如何保證極端作業(yè)條件下鍛造操作機(jī)在整個工作空間中的力操作能力和速度操作能力,是重載操作裝備設(shè)計所面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)。本文研究了巨型重載鍛造操作機(jī)的構(gòu)型設(shè)計方法和動力學(xué)性能,包括重載鍛造操作機(jī)的機(jī)構(gòu)可約設(shè)計方法、機(jī)構(gòu)可約設(shè)計中的同構(gòu)性判定方法、新型重載鍛造操作機(jī)的運(yùn)動學(xué)建模與仿真、新型重載鍛造操作機(jī)的動力學(xué)參數(shù)識別和標(biāo)定建模及實(shí)驗(yàn)、新型重載鍛造操作機(jī)整機(jī)協(xié)調(diào)運(yùn)動和主動緩沖建模與仿真等。主要內(nèi)容如下:(1)建立考慮任務(wù)特征的多自由度操作裝備構(gòu)型原理,給出多自由度操作機(jī)構(gòu)末端任務(wù)特征和驅(qū)動輸入之間關(guān)聯(lián)關(guān)系的可約建模方法,建立操作機(jī)構(gòu)可約特性與構(gòu)型的映射關(guān)系,以及基于可約特性的構(gòu)型分類原理,為重載多自由度操作裝備的機(jī)構(gòu)構(gòu)型設(shè)計提供理論基礎(chǔ),同時給出重載鍛造操作機(jī)的構(gòu)型可約設(shè)計方法與步驟并設(shè)計出新的鍛造操作機(jī)機(jī)構(gòu)。(2)研究了機(jī)構(gòu)可約設(shè)計中的同構(gòu)性問題并建立同構(gòu)判定模型,提...
【文章來源】:上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:184 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 序言
1.2 重載鍛造操作機(jī)的發(fā)展歷史
1.2.1 國外鍛造操作機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r
1.2.2 國內(nèi)鍛造操作機(jī)發(fā)展?fàn)顩r
1.3 國內(nèi)鍛造操作機(jī)的研究現(xiàn)狀
1.4 鍛造操作機(jī)的結(jié)構(gòu)類型
1.5 鍛造操作機(jī)的構(gòu)型設(shè)計
1.6 同構(gòu)判定問題
1.7 新型重載鍛造操作機(jī)的性能分析
1.7.1 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)建模
1.7.2 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動力學(xué)建模
1.8 鍛造操作機(jī)運(yùn)動協(xié)調(diào)與緩沖
1.9 課題意義以及主要研究內(nèi)容
第二章 鍛造操作機(jī)機(jī)構(gòu)可約設(shè)計
2.1 緒論
2.2 可約的定義
2.3 重載鍛造操作機(jī)機(jī)構(gòu)可約特性分析
2.4 鍛造操作機(jī)機(jī)構(gòu)可約設(shè)計
2.5 重載鍛造操作機(jī)機(jī)構(gòu)可約類型I
2.6 重載鍛造操作機(jī)機(jī)構(gòu)可約類型II
2.7 重載鍛造操作機(jī)機(jī)構(gòu)可約類型III
2.8 重載鍛造操作機(jī)機(jī)構(gòu)可約類型Ⅳ
2.9重載鍛造操作機(jī)機(jī)構(gòu)可約類型V
2.10 本章小結(jié)
第三章 機(jī)構(gòu)可約設(shè)計中的同構(gòu)判定問題
3.1 緒論
3.2 特征系統(tǒng)法及其證明
3.3 擴(kuò)展矩陣及其特性
3.4 可約特性的同構(gòu)判定
3.4.1 可約特性的同構(gòu)分類
3.4.2 同構(gòu)判定算例1
3.4.3 同構(gòu)判定算例2
3.5 本章小結(jié)
第四章 鍛造操作機(jī)運(yùn)動學(xué)建模與分析
4.1 緒論
4.2 新型鍛造操作機(jī)運(yùn)動學(xué)建模
4.3 鍛造操作機(jī)機(jī)構(gòu)位姿求解
4.4 速度雅可比
4.5 本章小結(jié)
第五章 鍛造操作機(jī)動力學(xué)參數(shù)識別與標(biāo)定
5.1 緒論
5.2 鍛造操作機(jī)動力學(xué)建模
5.3 鍛造操作機(jī)實(shí)驗(yàn)研究
5.4 誤差討論
5.5 本章小結(jié)
第六章 鍛造操作機(jī)整機(jī)協(xié)調(diào)運(yùn)動與緩沖模型
6.1 引言
6.2 操作機(jī)啟動時協(xié)調(diào)運(yùn)動與緩沖模型
6.2.1 操作機(jī)啟動時動力學(xué)建模與分析
6.2.2 最佳啟動模型
6.2.3 緩沖缸緩沖特性分析
6.2 4 啟動時主動緩沖模型
6.2.5 啟動仿真實(shí)例
6.3 操作機(jī)停止時協(xié)調(diào)運(yùn)動與緩沖模型
6.3.1 操作機(jī)停止時動力學(xué)建模
6.3.2 停止時主動緩沖模型
6.3.3 停止仿真實(shí)例
6.4 本章小結(jié)
第七章 全文總結(jié)
7.1 研究內(nèi)容總結(jié)
7.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)
7.3 存在的問題以及研究展望
參考文獻(xiàn)
符號與標(biāo)記
附錄
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Classification of lying states for the humanoid robot SJTU-HR1[J]. YANG JiaLun1,GAO Feng1,JIN ZhenLin2 & SHI LiFeng1 1 State Key Laboratory of Mechanical System and Vibration,Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200240,China;2 Robotic Research Center,Yanshan University,Qinhuangdao 066004,China. Science in China(Series E:Technological Sciences). 2009(05)
[2]Numeration and type synthesis of 3-DOF orthogonal translational parallel manipulators[J]. Jingjun Yua, Jian S. Dai b, Shusheng Bi a, Guanghua Zong a a Robotics Institute, Beihang University, Beijing 100083, China b Department of Mechanical Engineering, School of Physical Science and Engineering, King’s College, University of London, The Strand, London WC2R 2LS, UK. Progress in Natural Science. 2008(05)
[3]一種6自由度冗余驅(qū)動并聯(lián)機(jī)器人運(yùn)動學(xué)分析及仿真[J]. 張彥斐,宮金良,李為民,高峰. 機(jī)械工程學(xué)報. 2005(08)
[4]Displacement manifold method for type synthesis of lower-mobility parallel mechanisms[J]. Jacques Marie Hervé. Science in China(Series E:Technological Sciences). 2004(06)
[5]地下鐵道液壓緩沖擋車器的研制[J]. 徐正和. 鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計. 2003(09)
[6]并聯(lián)機(jī)器人動力學(xué)的子結(jié)構(gòu)Kane方法[J]. 劉敏杰,田涌濤,李從心. 上海交通大學(xué)學(xué)報. 2001(07)
[7]鍛造液壓機(jī)與操作機(jī)的發(fā)展[J]. 王鳳喜. 鍛壓機(jī)械. 1998(06)
[8]鍛造操作機(jī)技術(shù)近期的發(fā)展[J]. 王鳳喜. 重型機(jī)械. 1994(06)
[9]液壓系統(tǒng)的最佳緩沖控制及其實(shí)施方法的研究[J]. 朱華興. 機(jī)床與液壓. 1988(05)
博士論文
[1]并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)構(gòu)型方法研究[D]. 史巧碩.河北工業(yè)大學(xué) 2009
本文編號:3233378
【文章來源】:上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:184 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 序言
1.2 重載鍛造操作機(jī)的發(fā)展歷史
1.2.1 國外鍛造操作機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r
1.2.2 國內(nèi)鍛造操作機(jī)發(fā)展?fàn)顩r
1.3 國內(nèi)鍛造操作機(jī)的研究現(xiàn)狀
1.4 鍛造操作機(jī)的結(jié)構(gòu)類型
1.5 鍛造操作機(jī)的構(gòu)型設(shè)計
1.6 同構(gòu)判定問題
1.7 新型重載鍛造操作機(jī)的性能分析
1.7.1 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)建模
1.7.2 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的動力學(xué)建模
1.8 鍛造操作機(jī)運(yùn)動協(xié)調(diào)與緩沖
1.9 課題意義以及主要研究內(nèi)容
第二章 鍛造操作機(jī)機(jī)構(gòu)可約設(shè)計
2.1 緒論
2.2 可約的定義
2.3 重載鍛造操作機(jī)機(jī)構(gòu)可約特性分析
2.4 鍛造操作機(jī)機(jī)構(gòu)可約設(shè)計
2.5 重載鍛造操作機(jī)機(jī)構(gòu)可約類型I
2.6 重載鍛造操作機(jī)機(jī)構(gòu)可約類型II
2.7 重載鍛造操作機(jī)機(jī)構(gòu)可約類型III
2.8 重載鍛造操作機(jī)機(jī)構(gòu)可約類型Ⅳ
2.9重載鍛造操作機(jī)機(jī)構(gòu)可約類型V
2.10 本章小結(jié)
第三章 機(jī)構(gòu)可約設(shè)計中的同構(gòu)判定問題
3.1 緒論
3.2 特征系統(tǒng)法及其證明
3.3 擴(kuò)展矩陣及其特性
3.4 可約特性的同構(gòu)判定
3.4.1 可約特性的同構(gòu)分類
3.4.2 同構(gòu)判定算例1
3.4.3 同構(gòu)判定算例2
3.5 本章小結(jié)
第四章 鍛造操作機(jī)運(yùn)動學(xué)建模與分析
4.1 緒論
4.2 新型鍛造操作機(jī)運(yùn)動學(xué)建模
4.3 鍛造操作機(jī)機(jī)構(gòu)位姿求解
4.4 速度雅可比
4.5 本章小結(jié)
第五章 鍛造操作機(jī)動力學(xué)參數(shù)識別與標(biāo)定
5.1 緒論
5.2 鍛造操作機(jī)動力學(xué)建模
5.3 鍛造操作機(jī)實(shí)驗(yàn)研究
5.4 誤差討論
5.5 本章小結(jié)
第六章 鍛造操作機(jī)整機(jī)協(xié)調(diào)運(yùn)動與緩沖模型
6.1 引言
6.2 操作機(jī)啟動時協(xié)調(diào)運(yùn)動與緩沖模型
6.2.1 操作機(jī)啟動時動力學(xué)建模與分析
6.2.2 最佳啟動模型
6.2.3 緩沖缸緩沖特性分析
6.2 4 啟動時主動緩沖模型
6.2.5 啟動仿真實(shí)例
6.3 操作機(jī)停止時協(xié)調(diào)運(yùn)動與緩沖模型
6.3.1 操作機(jī)停止時動力學(xué)建模
6.3.2 停止時主動緩沖模型
6.3.3 停止仿真實(shí)例
6.4 本章小結(jié)
第七章 全文總結(jié)
7.1 研究內(nèi)容總結(jié)
7.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)
7.3 存在的問題以及研究展望
參考文獻(xiàn)
符號與標(biāo)記
附錄
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Classification of lying states for the humanoid robot SJTU-HR1[J]. YANG JiaLun1,GAO Feng1,JIN ZhenLin2 & SHI LiFeng1 1 State Key Laboratory of Mechanical System and Vibration,Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200240,China;2 Robotic Research Center,Yanshan University,Qinhuangdao 066004,China. Science in China(Series E:Technological Sciences). 2009(05)
[2]Numeration and type synthesis of 3-DOF orthogonal translational parallel manipulators[J]. Jingjun Yua, Jian S. Dai b, Shusheng Bi a, Guanghua Zong a a Robotics Institute, Beihang University, Beijing 100083, China b Department of Mechanical Engineering, School of Physical Science and Engineering, King’s College, University of London, The Strand, London WC2R 2LS, UK. Progress in Natural Science. 2008(05)
[3]一種6自由度冗余驅(qū)動并聯(lián)機(jī)器人運(yùn)動學(xué)分析及仿真[J]. 張彥斐,宮金良,李為民,高峰. 機(jī)械工程學(xué)報. 2005(08)
[4]Displacement manifold method for type synthesis of lower-mobility parallel mechanisms[J]. Jacques Marie Hervé. Science in China(Series E:Technological Sciences). 2004(06)
[5]地下鐵道液壓緩沖擋車器的研制[J]. 徐正和. 鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計. 2003(09)
[6]并聯(lián)機(jī)器人動力學(xué)的子結(jié)構(gòu)Kane方法[J]. 劉敏杰,田涌濤,李從心. 上海交通大學(xué)學(xué)報. 2001(07)
[7]鍛造液壓機(jī)與操作機(jī)的發(fā)展[J]. 王鳳喜. 鍛壓機(jī)械. 1998(06)
[8]鍛造操作機(jī)技術(shù)近期的發(fā)展[J]. 王鳳喜. 重型機(jī)械. 1994(06)
[9]液壓系統(tǒng)的最佳緩沖控制及其實(shí)施方法的研究[J]. 朱華興. 機(jī)床與液壓. 1988(05)
博士論文
[1]并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)構(gòu)型方法研究[D]. 史巧碩.河北工業(yè)大學(xué) 2009
本文編號:3233378
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