锻造操作机构型设计与动力学性能研究
发布时间：2021-06-16 16:10
重载锻造操作机是在极端载荷条件下作业的巨型工业机器八，可夹持大型工件配合万吨压机实现自由锻造。由于重载锻造操作机输出自由度多且相互耦合，锻造过程中末端夹钳的位姿和速度操作能力、力承载特性及整体刚度随着机构的形位变化而动态变化，因此如何保证极端作业条件下锻造操作机在整个工作空间中的力操作能力和速度操作能力，是重载操作装备设计所面临的技术挑战。本文研究了巨型重载锻造操作机的构型设计方法和动力学性能，包括重载锻造操作机的机构可约设计方法、机构可约设计中的同构性判定方法、新型重载锻造操作机的运动学建模与仿真、新型重载锻造操作机的动力学参数识别和标定建模及实验、新型重载锻造操作机整机协调运动和主动缓冲建模与仿真等。主要内容如下：（1）建立考虑任务特征的多自由度操作装备构型原理，给出多自由度操作机构末端任务特征和驱动输入之间关联关系的可约建模方法，建立操作机构可约特性与构型的映射关系，以及基于可约特性的构型分类原理，为重载多自由度操作装备的机构构型设计提供理论基础，同时给出重载锻造操作机的构型可约设计方法与步骤并设计出新的锻造操作机机构。（2）研究了机构可约设计中的同构性问题并建立同构判定模型，提...
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：184 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 序言
1.2 重载锻造操作机的发展历史
1.2.1 国外锻造操作机的发展状况
1.2.2 国内锻造操作机发展状况
1.3 国内锻造操作机的研究现状
1.4 锻造操作机的结构类型
1.5 锻造操作机的构型设计
1.6 同构判定问题
1.7 新型重载锻造操作机的性能分析
1.7.1 并联机构的运动学建模
1.7.2 并联机构的动力学建模
1.8 锻造操作机运动协调与缓冲
1.9 课题意义以及主要研究内容
第二章 锻造操作机机构可约设计
2.1 绪论
2.2 可约的定义
2.3 重载锻造操作机机构可约特性分析
2.4 锻造操作机机构可约设计
2.5 重载锻造操作机机构可约类型I
2.6 重载锻造操作机机构可约类型II
2.7 重载锻造操作机机构可约类型III
2.8 重载锻造操作机机构可约类型Ⅳ
2.9重载锻造操作机机构可约类型V
2.10 本章小结
第三章 机构可约设计中的同构判定问题
3.1 绪论
3.2 特征系统法及其证明
3.3 扩展矩阵及其特性
3.4 可约特性的同构判定
3.4.1 可约特性的同构分类
3.4.2 同构判定算例1
3.4.3 同构判定算例2
3.5 本章小结
第四章 锻造操作机运动学建模与分析
4.1 绪论
4.2 新型锻造操作机运动学建模
4.3 锻造操作机机构位姿求解
4.4 速度雅可比
4.5 本章小结
第五章 锻造操作机动力学参数识别与标定
5.1 绪论
5.2 锻造操作机动力学建模
5.3 锻造操作机实验研究
5.4 误差讨论
5.5 本章小结
第六章 锻造操作机整机协调运动与缓冲模型
6.1 引言
6.2 操作机启动时协调运动与缓冲模型
6.2.1 操作机启动时动力学建模与分析
6.2.2 最佳启动模型
6.2.3 缓冲缸缓冲特性分析
6.2 4 启动时主动缓冲模型
6.2.5 启动仿真实例
6.3 操作机停止时协调运动与缓冲模型
6.3.1 操作机停止时动力学建模
6.3.2 停止时主动缓冲模型
6.3.3 停止仿真实例
6.4 本章小结
第七章 全文总结
7.1 研究内容总结
7.2 论文创新点
7.3 存在的问题以及研究展望
参考文献
符号与标记
附录
攻读博士学位期间发表的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[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]一种6自由度冗余驱动并联机器人运动学分析及仿真[J]. 张彦斐,宫金良,李为民,高峰. 机械工程学报. 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]地下铁道液压缓冲挡车器的研制[J]. 徐正和. 铁道标准设计. 2003(09)
[6]并联机器人动力学的子结构Kane方法[J]. 刘敏杰,田涌涛,李从心. 上海交通大学学报. 2001(07)
[7]锻造液压机与操作机的发展[J]. 王凤喜. 锻压机械. 1998(06)
[8]锻造操作机技术近期的发展[J]. 王凤喜. 重型机械. 1994(06)
[9]液压系统的最佳缓冲控制及其实施方法的研究[J]. 朱华兴. 机床与液压. 1988(05)
博士论文
[1]并联机器人机构构型方法研究[D]. 史巧硕.河北工业大学 2009
本文编号：3233378
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：184 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 序言
1.2 重载锻造操作机的发展历史
1.2.1 国外锻造操作机的发展状况
1.2.2 国内锻造操作机发展状况
1.3 国内锻造操作机的研究现状
1.4 锻造操作机的结构类型
1.5 锻造操作机的构型设计
1.6 同构判定问题
1.7 新型重载锻造操作机的性能分析
1.7.1 并联机构的运动学建模
1.7.2 并联机构的动力学建模
1.8 锻造操作机运动协调与缓冲
1.9 课题意义以及主要研究内容
第二章 锻造操作机机构可约设计
2.1 绪论
2.2 可约的定义
2.3 重载锻造操作机机构可约特性分析
2.4 锻造操作机机构可约设计
2.5 重载锻造操作机机构可约类型I
2.6 重载锻造操作机机构可约类型II
2.7 重载锻造操作机机构可约类型III
2.8 重载锻造操作机机构可约类型Ⅳ
2.9重载锻造操作机机构可约类型V
2.10 本章小结
第三章 机构可约设计中的同构判定问题
3.1 绪论
3.2 特征系统法及其证明
3.3 扩展矩阵及其特性
3.4 可约特性的同构判定
3.4.1 可约特性的同构分类
3.4.2 同构判定算例1
3.4.3 同构判定算例2
3.5 本章小结
第四章 锻造操作机运动学建模与分析
4.1 绪论
4.2 新型锻造操作机运动学建模
4.3 锻造操作机机构位姿求解
4.4 速度雅可比
4.5 本章小结
第五章 锻造操作机动力学参数识别与标定
5.1 绪论
5.2 锻造操作机动力学建模
5.3 锻造操作机实验研究
5.4 误差讨论
5.5 本章小结
第六章 锻造操作机整机协调运动与缓冲模型
6.1 引言
6.2 操作机启动时协调运动与缓冲模型
6.2.1 操作机启动时动力学建模与分析
6.2.2 最佳启动模型
6.2.3 缓冲缸缓冲特性分析
6.2 4 启动时主动缓冲模型
6.2.5 启动仿真实例
6.3 操作机停止时协调运动与缓冲模型
6.3.1 操作机停止时动力学建模
6.3.2 停止时主动缓冲模型
6.3.3 停止仿真实例
6.4 本章小结
第七章 全文总结
7.1 研究内容总结
7.2 论文创新点
7.3 存在的问题以及研究展望
参考文献
符号与标记
附录
攻读博士学位期间发表的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[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]一种6自由度冗余驱动并联机器人运动学分析及仿真[J]. 张彦斐,宫金良,李为民,高峰. 机械工程学报. 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]地下铁道液压缓冲挡车器的研制[J]. 徐正和. 铁道标准设计. 2003(09)
[6]并联机器人动力学的子结构Kane方法[J]. 刘敏杰,田涌涛,李从心. 上海交通大学学报. 2001(07)
[7]锻造液压机与操作机的发展[J]. 王凤喜. 锻压机械. 1998(06)
[8]锻造操作机技术近期的发展[J]. 王凤喜. 重型机械. 1994(06)
[9]液压系统的最佳缓冲控制及其实施方法的研究[J]. 朱华兴. 机床与液压. 1988(05)
博士论文
[1]并联机器人机构构型方法研究[D]. 史巧硕.河北工业大学 2009
本文编号：3233378
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jixiegongcheng/3233378.html
