【摘要】：激光慣性約束聚變(ICF)可產(chǎn)生大量的聚變能,它的實(shí)現(xiàn)需要高能量激光束組的激勵(lì)。某大型激光裝置在激光束組回路安裝大量光學(xué)模塊以實(shí)現(xiàn)ICF反應(yīng),光學(xué)模塊裝校的核心技術(shù)是能夠?qū)崿F(xiàn)六自由度運(yùn)動(dòng)的精密裝校調(diào)整平臺(tái)。模塊的裝校過程具有重載、行程不對(duì)等(豎直方向行程最大可達(dá)4120mm,其它方向只需10mm)、潔凈、精密和裝校位置狹長(zhǎng)等特點(diǎn)。在利用機(jī)器視覺實(shí)現(xiàn)模塊與潔凈廂的對(duì)接后,模塊在裝校過程中的位姿無法被機(jī)器視覺檢測(cè)到。由于重載的原因,機(jī)械結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生一定程度的形變,模塊的實(shí)時(shí)位姿會(huì)隨著模塊舉升高度的變化而變化,導(dǎo)致模塊位姿無法精確預(yù)測(cè),在模塊的裝校過程中出現(xiàn)模塊與潔凈廂的接觸作用力過大,卡阻,甚至無法裝校等現(xiàn)象,僅利用機(jī)器視覺的檢測(cè)不能很好地完成模塊的裝校任務(wù),因此引入了力覺檢測(cè)。本文主要從下裝系統(tǒng)的六自由度精密裝校平臺(tái)入手,響應(yīng)項(xiàng)目要求,對(duì)運(yùn)動(dòng)和測(cè)力兩個(gè)方面進(jìn)研究,實(shí)現(xiàn)基于力覺檢測(cè)的LRU模塊的裝校,主要內(nèi)容如下:(1)提出了串并混聯(lián)機(jī)構(gòu)式六自由度精密裝校平臺(tái),基于功能需求進(jìn)行了自由度分析。對(duì)上下層機(jī)構(gòu)和混聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了逆解分析,并運(yùn)用Matlab進(jìn)行了算例仿真驗(yàn)證。(2)利用低維力傳感器測(cè)量六維力的思想,提出了基于3-PRS/PSS機(jī)構(gòu)測(cè)量六維力的方法,將六自由度精密裝校平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)和測(cè)力功能合二為一,利用螺旋理論推導(dǎo)了六維力的解算方法。(3)詳細(xì)分析了模塊在裝校過程中的位姿與接觸力的關(guān)系,提出了基于力覺檢測(cè)的模塊位姿調(diào)整方法,分析了在機(jī)器視覺輔助下,基于力覺檢測(cè)的模塊裝校流程。(4)用Adams仿真軟件,對(duì)運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解和六維力解算過程進(jìn)行了仿真驗(yàn)證,模擬實(shí)際項(xiàng)目中模塊的受力情況進(jìn)行了六維力解算驗(yàn)證,提出了一種誤差補(bǔ)償方法,最終得到了較滿意的結(jié)果,在實(shí)際工程項(xiàng)目中具有一定的實(shí)用價(jià)值。
【圖文】：

能源的需求量伴隨著人類社會(huì)的發(fā)展，越來越大。傳統(tǒng)能源為不可再生資源，它正在逐漸枯竭，可替代能源的尋求迫在眉睫。核裂變已經(jīng)成功被人類應(yīng)用，然而核裂變?cè)显诘厍虻拇鎯?chǔ)量比較有限，且在核原料的整個(gè)生命周期中所產(chǎn)生的伴隨產(chǎn)物都必須謹(jǐn)慎處理，否則它們會(huì)對(duì)環(huán)境造成很大的影響。核聚變是一種清潔能源，它的原料取于水，可謂取之不盡用之不竭。產(chǎn)生可控核聚變是一個(gè)困擾人類的難題，許多國(guó)家在該領(lǐng)域及試驗(yàn)裝置上進(jìn)行了投資。激光慣性約束聚變（Inertia Confinement Fusion，ICF）是聚變反應(yīng)的一種方式，在高能量激光束組的激勵(lì)下，可產(chǎn)生大量的聚變能[123]。美國(guó)建成的世界上最大的大型高功率激光聚變裝置——國(guó)家點(diǎn)火裝置（National Ignition Facility，NIF），在2009 年正式投入使用，2010 年進(jìn)行了首次綜合點(diǎn)火試驗(yàn)，輸出的 ICF 能量達(dá) 1MJ，2012 年進(jìn)行了激光發(fā)射試驗(yàn)，將 192 束激光投向靶室，最終在靶室中心形成的能量達(dá) 1.875MJ，峰值功率達(dá)到 500MW，此次證明性試驗(yàn)在核聚變能源探索上具有里程碑式的意義，如圖 1.1 所示為位于 Lawrence-Livermore 實(shí)驗(yàn)室的 NIF 裝置俯視圖，如圖 1.2 所示為 NIF 裝置結(jié)構(gòu)示意圖[45678]。

能源的需求量伴隨著人類社會(huì)的發(fā)展，越來越大。傳統(tǒng)能源為不可再生資源，它正在逐漸枯竭，可替代能源的尋求迫在眉睫。核裂變已經(jīng)成功被人類應(yīng)用，然而核裂變?cè)显诘厍虻拇鎯?chǔ)量比較有限，且在核原料的整個(gè)生命周期中所產(chǎn)生的伴隨產(chǎn)物都必須謹(jǐn)慎處理，否則它們會(huì)對(duì)環(huán)境造成很大的影響。核聚變是一種清潔能源，它的原料取于水，可謂取之不盡用之不竭。產(chǎn)生可控核聚變是一個(gè)困擾人類的難題，，許多國(guó)家在該領(lǐng)域及試驗(yàn)裝置上進(jìn)行了投資。激光慣性約束聚變（Inertia Confinement Fusion，ICF）是聚變反應(yīng)的一種方式，在高能量激光束組的激勵(lì)下，可產(chǎn)生大量的聚變能[123]。美國(guó)建成的世界上最大的大型高功率激光聚變裝置——國(guó)家點(diǎn)火裝置（National Ignition Facility，NIF），在2009 年正式投入使用，2010 年進(jìn)行了首次綜合點(diǎn)火試驗(yàn)，輸出的 ICF 能量達(dá) 1MJ，2012 年進(jìn)行了激光發(fā)射試驗(yàn)，將 192 束激光投向靶室，最終在靶室中心形成的能量達(dá) 1.875MJ，峰值功率達(dá)到 500MW，此次證明性試驗(yàn)在核聚變能源探索上具有里程碑式的意義，如圖 1.1 所示為位于 Lawrence-Livermore 實(shí)驗(yàn)室的 NIF 裝置俯視圖，如圖 1.2 所示為 NIF 裝置結(jié)構(gòu)示意圖[45678]。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TL632.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2644066