关键词： 采伐联合机   D-H参数   运动学分析   动力学分析   运动仿真   有限元分析  

摘要： 本论文是在“十一五”国家科技支撑计划项目—多功能林木采育作业关键技术装备研究与开发项目的基础上完成的,是此课题研究的一部分。随着社会经济的不断发展,对木材的需求量越来越大,仅靠我国现有的采伐机械和设备已经不能满足这样的需求。许多发达国家已经大量使用多功能采伐机械,但国内仍未有此类采伐机械投入使用。国外采伐机械价格昂贵且不适于国内人工林木材生产,因此,课题组研制了首台适用于我国林区采伐作业的采伐机械—采伐作业联合机。采伐作业联合机的研制对于提高木材生产效率,降低工人劳动强度具有一定的意义。采伐作业联合机是集采伐、打枝、造材等功能为一体的智能联合采伐装备。 介绍了国内外采伐机械研究应用的现状,着重探讨了国外几家大公司的采伐联合机械的发展现状以及国内各时期的采伐工具的发展情况,以及采伐联合机的基本结构和工作原理。 分析了采伐联合机关节式机械手各杆件之间的位置关系,利用D-H法建立了机械手坐标系统及运动学模型,求出了运动学正解和逆解。并在此基础上推导了雅可比矩阵以及笛卡尔空间与关节空间的坐标变换关系,为机械手的运动控制系统设计提供了依据。 根据Autocad设计的实际尺寸,利用Solidworks强大的参数化特征建模功能和三维动态装配技术,对采伐联合机进行三维实体建模,生成参数化的零部件实体。并通过强大的仿真软件ADAMS对采伐联合机进行了运动仿真分析,结合运动力学仿真功能对采伐联合机的运动进了动态模拟,并进行装配和干涉检查,用样条函数作为机器人各关节的驱动函数进行运动学和动力学仿真。通过仿真可以清楚地看到机械臂运动情况,并测得采伐联合机运动的一系列运动特性参数,例如关节的平动加速度、角速度、关节总动能,角加速度、驱动力矩的大小等,可显著地缩短研发周期,降低设计成本。 利用有限元法对工作装置中的主要部件机械臂进行分析,依据分析结果做出结构设计优化;本论文为此采伐联合机的下一步工作奠定了一定的基础,并获得相应的实验参数,为以后全面详细的研究与开发及相近林业机械装备的研制提供设计技术参考。

关键词： 水下机器人-机械手系统   指数积   Kane方程   稳定性   冗余  

摘要： 伴随着人类社会的发展和物质文明的进步,陆地上的资源正日益枯竭,而为了满足人类社会发展对自然资源的需求,对蕴含丰富资源的海洋的开发显得愈发重要。在对海洋环境和资源进行考察和勘探作业中,带有机械手的水下机器人系统能够完成除观察监测任务外的更为复杂的操作任务,因此对水下机器人-机械手系统(Underwater Vehicle-Manipulator System,简称UVMS)动力学建模、运动控制及运动稳定性的研究具有重要的意义。 对于基座处于自由浮动状态的UVMS,本文采用指数积公式(product exponentials formula)分析其运动学问题,计算出了UVMS各个构件的速度及加速度表达式。在运动学分析的基础之上,得到了UVMS运动过程中的惯性力,并结合UVMS运动过程中所受到的水作用力和驱动力,本文运用Kane方程建立了UVMS的动力学模型。 在UVMS的运动过程中,机械手和水下机器人存在着动力学耦合,机械手的运动会导致水下机器人的运动。为了使得机械手展开过程中对处于浮游状态的水下机器人影响最小,应合理地规划机械手的展开轨迹,本文基于动平衡理论,研究机械手展开运动对水下机器人的摆动力和摆动力矩的变化。并以此为目标函数,采用遗传算法对机械手展开运动的参数进行了优化,最终获得了机械手展开过程中对水下机器人产生的摆动力和摆动力矩最小的运动规律,并用基于动力学模型的数值仿真验证了优化结果的正确性。 为了研究UVMS的运动稳定性问题,本文参照小扰动理论,对UVMS的非线性运动方程进行了线性化处理,获得了UVMS的线性化运动方程,并用李雅普诺夫第一方法对线性化运动方程的特征根进行了稳定性判定。 在对UVMS运动学冗余的处理过程中,本文采用基于模糊逻辑的任务优先级方法,合理地规划了水下机器人和机械手的运动,并考虑了UVMS运动过程中奇异位形和关节极限问题的处理,最后用数值仿真验证了此方法的有效性。

摘要： 在拖拉机年度检审中不难发现，大中型拖拉机使用的普遍情况是常年运输的较少，作为动力输出机械，进行田间作业的较多，因此闲置时间较长，机况性能不容易掌握，“三夏”之前如何进行检验维修呢，笔者认为主要把握以下几点：1.发动机部分 如果发动机功率、其他机况正常，但停放时间较长，应对发动机三滤（空气、机油、柴油）进行更换、清洗，更换机油。如果功率下降，将对发动机进行整修。2.传动部分 如果离合器结合不平稳，打滑，分离不彻底，挂挡难，有打齿声，在大忙前一定要对离合器进行维修保养，及时更换摩擦片，调整好主副摩擦片间隙、调整离合器踏板自由行程。3.行走部分 轮胎完好，气压适宜，左右一致，钢圈无裂纹，无变形，螺丝紧固，前轮前束符合要求，不摆头；充气时，压力一定符合规定，过足容易爆胎。4.转向部分 方向盘自由行程符合要求，操作灵活轻便，转向横、竖拉杆不变形，连接装置可靠不松旷；转向液压油缸的活塞杆与前轮的螺母一定要拧紧。销轴间隙不能过大。5.制动部分 由于大中型拖拉机制动采用机械式，若停用近一年，制动器中的制动压盘、钢球、回位弹簧、制动盘等可能锈蚀、卡死等，制动效果较差。因此，要经常检查、对制动效果差的，一定要折下维修。要达到制动踏板自由行程为60毫米至80毫米；回位敏捷，并有联锁和自锁装置；左右轮制动效果一致，刹车有效。6.灯光部分对经常使用的转向灯、前大灯、喇叭一定要修好。联系电话：0991-3662907

关键词： 工程机械   印度   采购需求   东北老工业基地   出口   南亚   混凝土机械   工程机械市场   中部地区崛起  

摘要： 多级增长支持继续振兴'中国经济的增长原来是一级增长,主要集中在东部沿海地区,随着西部大开发、振兴东北老工业基地以及中部地区崛起规划的开展,我

关键词： 柔性机械臂   关节非线性   抓取动力学   振动抑制  

摘要： 随着航天事业的飞速发展,空间机械臂越来越多的应用于辅助或代替宇航员完成空间任务,这在经济性和安全性方面都具有重要的意义。空间机械臂是典型的刚-柔混合系统,由于机械臂的刚柔耦合特性,以及柔性关节引起的结构非线性特性,使得空间机械臂在轨操作面临诸多难题。本文在详细调研国内外相关领域研究的基础上,针对考虑关节非线性的柔性机械臂抓取动力学等问题进行了详细的研究,主要包括以下内容: 首先,以三连杆柔性机械臂为对象,考虑了杆的横向弯曲变形、纵向拉伸变形及由于横向变形引起的轴向收缩的二阶耦合量等因素,同时引入转子扭簧模型考虑了关节非线性因素的影响,应用第二类Lagrange方程和假设模态法建立了考虑杆件柔性和关节柔性的机械臂动力学模型。 其次,基于建立的考虑杆件柔性和关节柔性的机械臂动力学模型,对机械臂的抓取动力学进行分析。通过引入动态抓取域的概念,来描述机械臂的整个抓取过程;基于Hertz理论来描述抓取过程中的接触碰撞特性,并针对机械臂抓取捕获目标过程,分析了关节非线性对机械臂抓取过程动力学特性的影响。 再次,抓取过程中采用关节主动阻尼控制来抑制碰撞激振力,并在此基础上分析了匀速抓取和加速抓取策略下机械臂柔性关节的变形特性。 最后,针对完成抓取捕获目标任务后机械臂的残余振动问题,基于冗余自由度机械臂动力学与控制特性,应用最优控制对考虑关节非线性的柔性机械臂抓取后轨迹进行跟踪及机械臂抓取后定点振动抑制进行了研究。

关键词： adaptive observer backstepping   state feedback   nonlinear hydraulic-mechanical system   valve dynamics  

摘要： The main contribution of the paper is the development of an adaptive backstepping controller for a nonlinear hydraulic-mechanical system considering valve dynamics. The paper also compares the performance of two variants of an adaptive backstepping tracking controller with a simple PI controller. The results show that the backstepping controller considering valve dynamics achieves significantly better tracking performance than the PI controller, while handling uncertain parameters related to internal leakage, friction, the orifice equation and oil characteristics.

关键词： 高速精密重载机械手   建模   UG运动仿真   多领域   AMESim仿真  

摘要： 高速精密重载机械手作为重大装备制造业中最主要的工具而被广泛应用于汽车、船舶、航空、航天、大型机床、以及钢铁冶金等行业。但由于困扰机械手工作质量、性能和效率的主要因素仍然是重载情况下,机械手的定位精度、速度以及相应带来的结构优化问题。“精密”、“重载”和“高速”始终是一个矛盾的统一体,而要完美的解决这个统一体的矛盾,就必须找到影响它的因素。影响的主要因素往往不是某一方面的,而主要是来自机械手驱动系统、控制系统、传动系统和末端执行系统内部或相互之间的机-电-液等领域的众多因素,也不是众多因素的简单叠加,而是众多因素的相互作用、相互影响、共同作用的合成体。因此“高速精密重载机械手多领域建模与仿真研究”就成了当今研究的新课题。 本课题主要完成了以下研究: 第一,对高速精密重载机械手的总体、结构和驱动系统进行了相关的探讨,同时对高速精密重载机械手的动力学理论进行了研究。 第二,提出了一种用于汽车装配的高速精密重载机械手。对机械手的系统总体设计要求进行了分析,并对机械手进行了结构设计(包括零部件和总体装配)和建模,最后应用动力学的理论对这种六自由度装配机械手进行了正逆运动学分析。 第三,提出了高速精密重载手机电液多领域仿真研究理论与方法:首先对机械手进行了运动仿真,根据仿真结果分析了执行机构的速度和加速度曲线。其次应用AMESim软件对机械手的控制系统(电液方面)进行了分析和仿真;通过分析仿真结果(执行机构的位移、压力、速度和加速度曲线)得出了如下研究成果:该控制系统对机械手在行程范围内任意位置可控,能实现精确定位,且响应速度快,能取得良好的控制效果,进一步验证了所建模型的正确性和控制系统的有效性。 通过对高速精密重载机械手虚拟模型的运动分析和控制系统的仿真,验证了机械手的有关设计参数对性能、功能指标的影响规律,使其实现“高速”、“精密”和“重载”三方面的性能合理融合,从而为高速精密重载机械手性能评价技术和试验技术提供了理论依据和参考。

关键词： 惯性往复振动机械   结构动力学分析   结构优化设计  

摘要： 惯性往复振动机械应用的极为广泛,在许多行业中都有它的身影,例如矿山、冶金、粮食加工、公共交通等。目前对该类机械的设计大多仍然采用经验与简单计算相结合的方法,这样的设计方法适用于小型设备,随着生产的发展、企业规模的扩大,振动设备的大型化、自动化程度越来越高,传统设计方法已经不能满足要求。通过机构动力学和结构动力学分析,对惯性往复振动机械进行动态设计很有必要。 本文针对课题中的惯性往复振动机械进行了机构动力学分析方面的总结和结构动力学分析工作,并对结构进行了改进设计,取得了如下成果: 1.总结了目前惯性往复振动机械机构动力学方面的研究成果,得到了动载荷的计算方法或确定原则。应用拉格朗日方程建立惯性往复振动机械的数学模型,将数学模型化为状态方程形式,与电机的状态方程构成了机电耦合模型。通过对机电耦合模型进行数值求解,得出了惯性往复振动机械从启动到稳态工作过程中的振动曲线和所受的载荷情况,为进行结构动力学分析奠定了基础。 2.建立了典型惯性往复振动机械振动筛的有限元模型,通过对该模型进行模态分析和动力响应分析,得出了结构的前12阶模态和位移、应力及应变的时间历程分布,验证了结构的刚、强度,为进行结构的改进设计提供了依据。 3.在结构动力学分析的基础上,通过探求合理的结构形式及选用合适的零件材料,在保证结构刚、强度的前提下,较大的减轻了系统的质量,获得了较好的效果。 4.为惯性往复振动机械的动态设计提供了行之有效的途径,同时为相似产品的设计提供了借鉴。

关键词： binol derivatives   circular dichroism   enantioselectivity   lanthanides   NMR spectroscopy  

摘要： The ligand 3,3'-bis(diethylaminomethyl)-1,1'-bi-2-naphthol (binolam) contains an arrayed Bronsted acid-Bronsted base (BABB) system, which is responsible for the original shape of its lanthanide compounds. The solution structure of Pr. Nd and Yb compounds is solved by means of paramagnetic NMR spectroscopy and it is demonstrated that they are substantially isostructural, but with a completely new fold compared to the apparently similar heterobimetallic systems based on 1,1'-bis(2-naphthol) (binol) and alkali cations. The aromatic nuclei lie in a region equatorial with respect to the C-3 symmetry axis, whereas the alkylamine chain stretches almost parallel to C-3, above (and below) Ln(3+). This is also found in the crystal structure of the binolamo-scandium complex. A detailed study of the proton-exchange processes within the network of BABBs present in the complex is reported, which provides insight into the mechanism of the enantioselective Henry reaction promoted by these systems.

关键词： 往复式机械   动力学模型   磨损故障诊断   小波分析  

摘要： 往复式机械是冶金、煤炭、建材、化工和电力等现代行业生产中的一类重要设备,其是否能够正常高效的工作,对企业的经济效益有很大的影响。因此往复式机械的故障诊断及其运行状态监测技术,已成为国内外诊断领域的一个热门研究方向。由于此类机械的设备结构和运动状态十分复杂,使用传统的故障诊断方法,具有明显的不足和弊端,需要对往复式机械的故障诊断技术进行深入的研究。 本文以往复式活塞隔膜泵为载体,从典型的故障入手进行研究。在设备运行过程中,往复式活塞隔膜泵可能发生很多种故障,但实际中比较典型常见的机械故障是：滑道磨损故障以及元件松动故障。因此本文以往复式活塞隔膜泵的滑道磨损故障为研究对象,对其主要的运动机构——曲柄滑快机构,建立碰撞——分离二状态模型,得到了磨损故障下系统的动力学微分方程,利用MATLAB中ode45对滑道磨损故障下系统的动力学微分方程进行数值求解,研究了不同参数变化时系统元件的动态响应。 从太原钢铁尖山铁矿现场采集往复式活塞隔膜泵的振动信号,利用Matlab对隔膜泵主轴的振动信号进行仿真,采用Mallat算法,运用db4小波函数对采集的振动信号进行小波分析。对于往复机械的故障诊断问题,小波分析方法能够获得较为理想的诊断效果。