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关键词： 特种搬运机器人   机构设计   运动学分析   有限元分析   关节轨迹规划  

摘要： 在监狱、看守所等特种场所投放智能机器人,探索高效安全的搬运策略,符合当前人力成本上升、安全需求提升和技术进步的背景趋势。为验证本文设计的特种场所搬运机器人能投入工作场合,基于机器人整机结构方案,对机械臂运动学分析、机械臂有限元仿真以及机械臂定位轴的关节空间轨迹规划等方面展开研究。 针对特种场所的投放场景与搬运需求,设计一种搬运机器人机构方案。该机器人机械结构包括本体与五轴机械臂两部分,并为五轴机械臂配备符合相应工况的传动和驱动系统,为本体提出底部移动载具方案与配重设计;建立五轴机械臂的改进型D-H参数模型,求解正、逆运动学方程,在MATLAB中搭建五轴机械臂模型,求得末端执行器工作空间云图,佐证了机构设计合理性;采用Lagrange法建立机械臂动力学方程,验证各轴间的耦合性与稳定性。 使用有限元方法评估机器人五轴机械臂的结构合理性。建立五轴机械臂极限工况的ANSYS有限元模型,并进行静力学分析与模态分析,得到极限工况下的位移、应变、模态振型云图及其固有频率;针对机械臂旋转装置中的关键部件齿轮副,施加启动扭矩载荷,分析其强度、刚度指标;应用线性累积损伤准则和修正S-N曲线的方法求得工作循环次数,使用ADAMS软件求解接触应力在时域上的变化,从而编制载荷谱,并对齿轮副疲劳寿命进行预估。 根据机构设计与上述理论分析,对机械臂定位轴进行关节空间轨迹规划研究。针对机械臂构型特点,分析机器人在实际工况中的运动学约束;采取多种关节空间轨迹规划方法进行仿真对比实验,基于各轴的位移、速度、加速度等参数,得出多项式插值轨迹规划方法具备更好的平滑性、灵活性、实时性和处理复杂轨迹的能力;在运动学约束下,以时间与冲击为优化指标建立目标函数,基于五次多项式插值法仿真规划关节运行轨迹,提升机械臂定位机构的效率与可靠性。 搭建特种场所搬运机器人样机并进行实验。为检验机构设计合理性与实现搬运功能,重复多次的搬运机器人连续作业实验,均在100 s内完成单程30 kg的物料运输,有效总负载180 kg,证实机器人自主循迹、搬运衔接效率符合设计指标;对不同的负载条件各进行25次取放料精度实验,得到误差均值分别不超过0.39cm、1.33 cm,证明机器人在特种场所内能够稳定可靠地执行搬运任务。

关键词： 移苗装置   穴盘苗   运动学模型   D-H坐标系  

摘要： 目的:为了实现不同密度穴盘的批量移苗作业,设计一种多点取苗多点投放的穴盘幼苗移苗装置。方法:采用Solidworks软件建立移苗装置的三维模型,通过D-H坐标系建立移苗装置运动学模型,得到运动学方程,并在Adams软件中对移苗装置进行运动学仿真,得到位移、速度和加速度曲线。结果:该装置完成一次移苗作业时长为8 s,相邻两末端执行器X方向位移差为32.3 mm,Y方向位移等于取苗盘与放苗盘穴孔中心距在Y方向投影,为525 mm,Z方向位移比放苗盘高30 mm,速度最大值为515 mm/s,加速度最大值为840 mm/s^(2)。结论:本文设计的移苗装置对推动工厂化育苗的发展有重要意义。

关键词： 顶管法   顶管止退装置   机械自锁   推力可调  

摘要： 顶管止退装置是顶管法隧道掘进施工、拼装管节时,防止顶管机和已经拼装的管节在开挖面土压力的作用下向掘进反方向移动的结构。研究设计出一种自锁式液压千斤顶止退装置,能够在保证顶管施工管节有效止退的前提下,调节止退推力可达到与开挖面土压力平衡,并且具有机械式自锁功能。其结构简单、稳定性高,可保证在液压系统失效时实现机械结构止退,并且利用该止退装置也可实现顶管短距离微顶进。该止退装置主要适用于深埋、大顶管隧道工程中,也可扩展应用于其他轨道交通暗挖工程中。

关键词： 测风机器人   机构设计   运动学   轨迹控制   联合仿真  

摘要： 为了保证矿井安全正常生产,矿井通风工作至关重要,而矿井风速测量决定了通风策略的制定是否精准及时。现有矿井风速测量工作主要依靠人工进行,劳动强度大,效率低,为了提高矿井测风的智能化水平,提出了一种伸缩式测风机器人,基于其测风轨迹需求,完成了机构设计和轨迹控制研究,并进行了虚拟样机建模与联合仿真。仿真结果表明,所设计的伸缩式测风机器人机构合理,轨迹控制算法有效,实现了测风轨迹的精确模拟。测风机器人整体结构紧凑,井下安装方便,可适应多种巷道尺寸,为智能化测风机器人领域提供了一种新的思路。

关键词： 二尖瓣   功能性反流   经导管二尖瓣缘对缘介入修复技术   国产器械  

摘要： 目的评价并比较国产机械锁定及弹性自锁经导管二尖瓣缘对缘介入修复(TEER)器械在治疗功能性二尖瓣反流中的短期疗效差异。方法采用回顾性非随机对照的方式纳入云南省阜外心血管病医院2022年5月—2023年4月因心力衰竭合并中重度或重度功能性二尖瓣反流行TEER手术的患者。根据使用的手术器械将患者分为Clip2Edge组和ValveClip组。收集并比较两组患者的基线资料、围手术期及术后30 d随访指标。主要终点指标为术后30 d器械成功率,次要终点指标包括术后即刻技术成功率以及术后30 d全因死亡率、急性心力衰竭再入院率及脑梗死、严重出血等严重不良事件发生率。结果共纳入60例功能性二尖瓣反流患者,其中ValveClip组26例,Clip2Edge组34例,年龄(63.8±9.3)岁,女性24例(40%)。两组患者年龄、心功能、合并症等基线指标,二尖瓣反流4+比例[19例(73%)比29例(85%)],左心室舒张末期容积[(220.8±91.2)ml比(210.8±71.7)ml],差异均无统计学意义(P均>0.05)。术后即刻技术成功率均为100%。完成术后30 d随访的患者无急性心力衰竭发作再入院,无全因死亡、脑梗死、严重出血等严重不良事件发生。器械成功率ValveClip组24例(100%),Clip2Edge组27例(96%),差异无统计学意义(P>0.05)。结论不同类型的国产TEER器械在治疗功能性二尖瓣反流中具有相同的安全性及有效性,短期随访结果满意。

关键词： 自动导引叉车   转向   检测   异轴布置  

摘要： 随着物流搬运等行业的发展,自动导引叉车的市场份额也越来越重要。然而目前自动导引叉车的转向检测机构以同轴布置形式为主,无法满足市场需求。文中提出了1种转向电动机和舵轮异轴布置形式的自动导引叉车转向检测机构,论述了其结构设计和准确性保证措施,总结了其性能效果及创新性。进一步的装车测试验证表明,该设计的转向检测机构可以满足自动导引叉车的运行需求,具有良好的推广运用前景。

关键词： 综合考查   机械效率   滑轮组   解题策略   移动物体   有用功   中考命题   类型题  

摘要： 机械效率的计算涉及功和功率、运动与力的关系的相关核心要素的综合考查,因此是力学的重点和难点,也是中考命题的热点,下面归类剖析加以突破。类型题一:滑轮组的机械效率解题策略:首先根据滑轮组是竖直上提物体还是水平移动物体确定有用功的表示形式:上提物体时,克服物体重力做的功是有用功.

关键词： 丝杆升降机   静摩擦角   机械自锁   对重  

摘要： 为了满足客户的特殊使用要求,文中研制出了丝杆升降机,分别从升降机各个组成部分的结构构造,实现功能、工作原理等方面进行详细介绍,再通过仿真分析验证升降机的刚度和强度符合起重机设计要求,设备安全可靠。该升降机具有安全、可靠、运行平稳和机械自锁等优点,主要适用于行程小、升降速度慢和使用频率较低的环境。

关键词： 微耕机   挡土板   刚体导引   Burmester   类型图  

摘要： 为解决微耕机刀轴缠草难以清理的问题,提出一种微耕机可动挡土板的设计方案,并基于Burmester理论对其导引机构的设计方法进行研究。首先,根据现有微耕机尺寸确定可动挡土板在运动轨迹上的4个位置;其次,利用镜极4R机构旋转法求出Burmester圆点曲线及相应的圆心曲线;再次,通过几何法确定驱动杆的安装位置并对其分支缺陷进行甄别;最后,基于区域类型图法进行了4R机构及其驱动杆的优选。研究结果表明:所提出的微耕机可动挡土板的设计方案是可行的,挡土板可在需要清理缠草的时候按预定轨迹抬起从而避免运动干涉;所提出的区域类型图方法可有效剔除解域中的驱动缺陷解和运动学缺陷解,从而大幅提升可行机构解的搜索效率。本研究同样适于农机设计中的其他刚体导引问题。