核聚變項(xiàng)目是人類使用清潔能源發(fā)電的一項(xiàng)重大科學(xué)研究項(xiàng)目。國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆（International Thermonuclear Experimental Reactor,ITER）是目前世界上最大的核聚變項(xiàng)目,現(xiàn)正處于建造過程中,其核心設(shè)備托卡馬克（Tokamak）腔第一壁的監(jiān)測(cè)和維護(hù)是通過遠(yuǎn)程操作來實(shí)現(xiàn)的。鑒于世界各國針對(duì)不同規(guī)模的核聚變項(xiàng)目Tokamak腔具有規(guī)模不一、結(jié)構(gòu)類似的特點(diǎn),本文將所有Tokamak腔空間結(jié)構(gòu)歸結(jié)為一類問題對(duì)其進(jìn)行關(guān)鍵技術(shù)研究。核聚變Tokamak類設(shè)施具有小入口通道、大回轉(zhuǎn)半徑和復(fù)雜D型截面等共性特點(diǎn),因此,本文從面向該類設(shè)施維護(hù)的機(jī)械臂結(jié)構(gòu)綜合（又叫構(gòu)型綜合）和入腔運(yùn)動(dòng)規(guī)劃兩個(gè)角度對(duì)其進(jìn)行參數(shù)化研究,并以目前國際上最大的ITER項(xiàng)目為依據(jù),構(gòu)建1:10 Tokamak模型并展開相應(yīng)的理論研究和樣機(jī)實(shí)驗(yàn),為后續(xù)全比例ITER項(xiàng)目Tokamak維護(hù)機(jī)械臂研制提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。本文圍繞Tokamak遠(yuǎn)程維護(hù)機(jī)械臂構(gòu)型綜合、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與Tokamak維護(hù)空間幾何約束條件等問題,在對(duì)機(jī)構(gòu)構(gòu)型綜合發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析、研究的基礎(chǔ)上,對(duì)面向Tokamak維護(hù)... 

【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)】：152 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 課題來源
        1.1.2 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 核類維護(hù)機(jī)器人
        1.2.2 機(jī)器人構(gòu)型綜合理論及方法
    1.3 問題提出
    1.4 研究內(nèi)容
第2章 Tokamak類維護(hù)機(jī)械臂構(gòu)型綜合
    2.1 引言
    2.2 基于方位特征集的構(gòu)型綜合方法
        2.2.1 機(jī)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)三要素
        2.2.2 串聯(lián)機(jī)構(gòu)方位特征方程
        2.2.3 基于方位特征集的構(gòu)型綜合方法
    2.3 面向任務(wù)的超冗余機(jī)械臂構(gòu)型綜合方法
        2.3.1 Tokamak類設(shè)施任務(wù)需求
        2.3.2 基于構(gòu)型演變和方位特征集的超冗余機(jī)械臂構(gòu)型綜合方法
    2.4 Tokamak類維護(hù)機(jī)械臂構(gòu)型綜合
        2.4.1 運(yùn)載機(jī)器人自由度判定方程
        2.4.2 運(yùn)載機(jī)器人機(jī)構(gòu)構(gòu)型綜合
        2.4.3 遙操作機(jī)器人機(jī)構(gòu)構(gòu)型綜合
    2.5 本章小結(jié)
第3章 面向托卡馬克空間約束的機(jī)械臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法
    3.1 引言
    3.2 Tokamak類超冗余機(jī)械臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程
        3.2.1 面向Tokamak類任務(wù)的機(jī)械臂關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程
        3.2.2 Tokamak類空間約束下關(guān)節(jié)避碰參數(shù)判定方程
        3.2.3 1:10Tokamak超冗余機(jī)械臂結(jié)構(gòu)參數(shù)確定
    3.3 基于維護(hù)口約束的模塊化關(guān)節(jié)綜合設(shè)計(jì)方法
        3.3.1 運(yùn)載機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        3.3.2 關(guān)節(jié)承載和扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)
    3.4 關(guān)節(jié)間薄壁連桿屈曲安全分析
        3.4.1 矩形薄壁梁約束機(jī)理
        3.4.2 彈性約束懸臂矩形板計(jì)算模型
        3.4.3 矩形薄壁梁有限元分析
    3.5 運(yùn)載機(jī)器人出車運(yùn)動(dòng)分析
        3.5.1 穿過小入口運(yùn)動(dòng)分析
        3.5.2 穿過小入口試驗(yàn)
    3.6 本章小結(jié)
第4章 Tokamak類維護(hù)機(jī)械臂入腔運(yùn)動(dòng)規(guī)劃
    4.1 引言
    4.2 冗余機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)建模
        4.2.1 運(yùn)載機(jī)器人關(guān)鍵尺寸
        4.2.2 遠(yuǎn)程維護(hù)機(jī)械臂正運(yùn)動(dòng)學(xué)
        4.2.3 遠(yuǎn)程維護(hù)機(jī)械臂逆運(yùn)動(dòng)學(xué)
    4.3 冗余機(jī)械臂入腔運(yùn)動(dòng)避碰研究
        4.3.1 基于腔內(nèi)固定軌跡MR運(yùn)行避碰判定
        4.3.2 基于腔內(nèi)任意運(yùn)行軌跡避碰判定
        4.3.3 基于腔內(nèi)設(shè)定軌跡NR運(yùn)行避碰判定
    4.4 1:10Tokamak運(yùn)載機(jī)器人入腔運(yùn)動(dòng)規(guī)劃
        4.4.1 運(yùn)載機(jī)器人出車準(zhǔn)備(狀態(tài)0 到狀態(tài)1)
        4.4.2 運(yùn)載機(jī)器人出車規(guī)劃(狀態(tài)1 到狀態(tài)3)
        4.4.3 運(yùn)載機(jī)器人關(guān)節(jié)6 進(jìn)腔規(guī)劃(狀態(tài)3 到狀態(tài)5)
        4.4.4 運(yùn)載機(jī)器人關(guān)節(jié)進(jìn)腔規(guī)劃(狀態(tài)5 到狀態(tài)10)
    4.5 本章小結(jié)
第5章 Tokamak維護(hù)機(jī)械臂實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    5.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)介紹
    5.2 1:10Tokamak維護(hù)機(jī)械臂末端重復(fù)定位精度
    5.3 超冗余機(jī)械臂腔內(nèi)擰螺釘實(shí)驗(yàn)
    5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    6.3 研究展望
參考文獻(xiàn)
附錄A 運(yùn)載機(jī)器人(LCT-Robot)入腔運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)狀態(tài)
    A.1 運(yùn)載機(jī)器人出車準(zhǔn)備(狀態(tài)0到狀態(tài)1)
    A.2 運(yùn)載機(jī)器人出車(狀態(tài)1到狀態(tài)3)
    A.3 運(yùn)載機(jī)器人關(guān)節(jié)6進(jìn)腔(狀態(tài)3到狀態(tài)5)
    A.4 運(yùn)載機(jī)器人關(guān)節(jié)5進(jìn)腔(狀態(tài)5到狀態(tài)6)
    A.5 運(yùn)載機(jī)器人關(guān)節(jié)4進(jìn)腔(狀態(tài)6到狀態(tài)7)
    A.6 運(yùn)載機(jī)器人關(guān)節(jié)3進(jìn)腔(狀態(tài)7到狀態(tài)8)
    A.7 運(yùn)載機(jī)器人關(guān)節(jié)2進(jìn)腔(狀態(tài)8到狀態(tài)9)
    A.8 運(yùn)載機(jī)器人關(guān)節(jié)1進(jìn)腔(狀態(tài)9到狀態(tài)10)
    A.9 運(yùn)載機(jī)器人進(jìn)腔狀態(tài)匯總(狀態(tài)0 到狀態(tài)10)
致謝
攻讀博士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)成果
攻讀博士學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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