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碟形弹簧的力我查机械设计手册,关于碟形弹簧,参数表里面写：当变形量为0.83mm的时候,碟形弹簧的载荷是P=12000 N.我没有用过碟形弹簧,想确认一下：上面参数表里写的意思就是当施加给碟形
碟形弹簧的力我查机械设计手册,关于碟形弹簧,参数表里面写：当变形量为0.83mm的时候,碟形弹簧的载荷是P=12000 N.我没有用过碟形弹簧,想确认一下：上面参数表里写的意思就是当施加给碟形弹簧的压力为1.2吨的时候,碟形弹簧的变形量是0.83mm?
对,放心吧!当施加给碟形弹簧的压力为1.2吨的时候,碟形弹簧的变形量是0.83mm.就是这个【论文】机器人操作臂动力学参数的动静态辨识方法研究_百度文库
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机器人操作臂动力学参数的动静态辨识方法研究
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你可能喜欢基于机械臂的月壤挖掘采样及力学参数辨识的研究--《哈尔滨工业大学》2014年博士论文
基于机械臂的月壤挖掘采样及力学参数辨识的研究
【摘要】：对未知领域的认知，对茫茫宇宙的探索，是人类发展的永恒动力，是人类的不懈追求。美国、前苏联、俄罗斯等均对地外星体进行过探测和采样分析。作为新晋崛起的航天大国——中国，目前也规划的“绕”、“落”、“回”三个阶段的月球探测计划。而在探测过程中，节能和对月球土壤（月壤）参数进行辨识则是两大焦点问题。本文在探月三期计划中的“表取采样机构月壤参数反演”项目支持下，旨在研制出一套适用于月球探测、采样返回的机械臂末端采样器，并且研究出一套能够可靠实现的月壤参数辨识的方法，同时依据辨识结果指导最优挖掘轨迹的制定，进而达到减少能耗的目的。
考虑到月球表面采样环境的不确定性及低重力环境下月壤颗粒运动的不可知性，本文围绕着低重力环境下月壤颗粒的流动性，运用颗粒物质力学软件EDEM进行仿真分析，获得了月壤内摩擦角及月壤与工具间的摩擦角对其流动性的影响规律，同时得到了低重力环境下采样器敲击机构的最优激振频率及方向。在结构设计方面应用仿生学设计原理，以减阻为目标对末端采样器挖掘铲的铲形进行优选设计。在此基础上研制出一种集采样、激振、贮存、锁定等功能于一体的月壤采样器。
本文以月壤—铲斗的土力学作为理论分析基础，对月壤发生剪切强度失效的判定方法、挡土墙的压力分布以及土层极限平衡的受力状况进行了深入的分析，并对理想状态下的土层发生剪切滑移进行了定量分析，确定了主动、被动土压力作用下的滑移面形态与位置，以此为基础建立了月壤—铲斗挖掘力模型；由于本文中采用仿生学设计的铲体为曲面构型，与常用的平面型铲体不同，本文提出一种基于微元法的隔离体极限平衡受力分析方法，通过对微元模型的二维受力分析分别建立了主动、被动土压状态下的土压力合力计算模型，进而获得铲斗的挖掘力峰值与月壤参数的函数关系；通过整合月壤—铲斗土力学研究成果，提出一种基于Newton加速迭代算法的月壤参数辨识算法，以实现对月壤重度（或密度）、土层内摩擦角及铲斗—土层摩擦角的参数辨识。
本文建立了包含挖掘速率效应、铲斗边缘效应以及铲斗形态效应的挖掘阻力数学模型，并对关键的挖掘参数进行了定量分析，分别获得了挖掘角度、挖掘速率对挖掘阻力的影响规律。同时对挖掘过程中入铲、挖掘和装载三个阶段进行分析，在此基础上借鉴分层优化的思想提出了外层以挖掘能耗为指标的铲斗末端挖掘路径优化、内层以铲斗挖掘合外力为指标的挖掘角度优化的双层优化结构，并应用遗传算法进行求解。进而，以挖掘过程中的系统挖掘时间、能耗为综合考量指标建立了目标函数，通过变量转化将连续型非线性优化问题转化为一个标准的离散型凸优化问题并加以求解，最终获得了基于时间—能耗最优的机械臂挖掘轨迹。
本文利用实验室现有设备搭建了实验平台，进行了末端采样器功能性验证实验、月壤参数辨识实验和挖掘轨迹优化实验。从而验证了末端采样器、参数辨识算法以及挖掘轨迹优化方法的可行性和可靠性。
【关键词】：
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学【学位级别】：博士【学位授予年份】：2014【分类号】：TP241【目录】：
摘要4-6Abstract6-14第1章 绪论14-35 1.1 引言14 1.2 Apollo 系列月面采样相关技术综述14-17 1.3 自主式星球表面样品采集技术综述17-26
1.3.1 海盗号火星探测器17-18
1.3.2 MER 机械臂采样技术18-19
1.3.3 MSL 机械臂采样技术19
1.3.4 MSR 机械臂采样技术19-20
1.3.5 凤凰号火星探测器20-21
1.3.6 微型末端感应器 MEE21-22
1.3.7 英国的 Beagle2 机械臂22-23
1.3.8 NASA 可分离铲挖器23-24
1.3.9 日本的 Micro5 机械臂24-25
1.3.10 挖取式采样装置技术特点25-26 1.4 土壤切削性能与减阻技术研究现状26-29
1.4.1 土壤切削性能研究现状26
1.4.2 振动减阻技术研究现状26-27
1.4.3 仿生学减阻技术研究现状27-29 1.5 土壤力学参数辨识研究现状29-33
1.5.1 土壤参数辨识在工程机械领域的应用于研究现状29-31
1.5.2 星壤力学参数辨识研究现状31-33 1.6 课题的来源及主要研究内容33-35
1.6.1 课题的来源及意义33-34
1.6.2 主要研究内容34-35第2章 采样器机构设计35-56 2.1 引言35 2.2 月球重力环境下月壤流动性研究35-41 2.3 总体方案设计41-43 2.4 末端采样器本体结构设计43-54
2.4.1 挖掘铲的构型设计43-49
2.4.2 敲击机构设计49-51
2.4.3 解锁机构设计51-52
2.4.4 样品承装筒设计52-53
2.4.5 底部锁紧机构设计53-54
2.4.6 关键零部件校核54 2.5 电气系统结构54-55 2.6 本章小结55-56第3章 基于月壤—铲斗土力学的参数辨识算法研究56-89 3.1 引言56 3.2 月壤—铲斗挖掘的土力学基础56-64
3.2.1 基本假设与屈服准则57-61
3.2.2 基于 Rankine 理论的挡土压力分析61-64 3.3 月壤—铲斗挖掘模型建立与土力学分析64-77
3.3.1 月壤—铲斗挖掘模型建立64-68
3.3.2 基于微元法的隔离体极限平衡状态分析68-76
3.3.3 基于 Simpson 求积公式的挖掘力离散化处理76-77 3.4 基于 Newton 加速迭代的月壤参数辨识算法77-83
3.4.1 挖掘力参数的预处理77-78
3.4.2 Newton 加速迭代算法构造78-80
3.4.3 月壤参数辨识算法设计80-83 3.5 参数辨识仿真实验与分析83-88
3.5.1 仿真实验环境设置83-84
3.5.2 仿真实验结果与分析84-88 3.6 本章小结88-89第4章 面向机械臂的挖掘轨迹优化研究89-129 4.1 引言89 4.2 四自由度机械臂系统89-97
4.2.1 机械臂简介89-91
4.2.2 运动学与动力学方程推导91-97 4.3 挖掘阻力的数学模型建立与参数化分析97-112
4.3.1 挖掘阻力的影响因素98-100
4.3.2 挖掘阻力的数学模型建立100-107
4.3.3 关键挖掘参数的定量分析107-110
4.3.4 挖掘阻力模型的预测性能分析110-112 4.4 基于系统时间—能耗指标的机械臂挖掘轨迹优化112-128
4.4.1 挖掘过程的运动/力学特性分析113-115
4.4.2 系统时间—能耗指标与约束条件确定115-117
4.4.3 基于时间—能耗指标的挖掘优化117-128 4.5 本章小结128-129第5章 地面实验验证与分析129-152 5.1 引言129 5.2 实验平台搭建及样品参数测定129-133
5.2.1 实验平台搭建129-131
5.2.2 挖掘样品的物理参数测定131-133 5.3 采样器功能性验证实验133-135 5.4 参数辨识实验与分析135-140 5.5 挖掘轨迹优化实验与分析140-151
5.5.1 挖掘路径及关节运动轨迹的实际优化结果140-142
5.5.2 约束条件的满足度检验142-145
5.5.3 机械臂挖掘时间—能耗的对比验证实验与分析145-151 5.6 本章小结151-152结论152-154参考文献154-164附录 1 仿生铲斗拟合曲线参数164-165附录 2 柔性关节机械臂模型变量表达式及参数表165-167攻读学位期间发表的学术论文及申请专利167-169致谢169-170个人简历170
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