斗式提升机的结构分析及优化
斗式提升机的结构分析及优化
发表时间：2019-03-25T11:31:17.577Z 来源：《基层建设》2018年第35期作者：訾坡
[导读] 摘要：随着科学技术的不断发展，斗式提升机在在工业生产中得到了广泛应用。
简森工业洗涤技术（徐州）有限公司江苏徐州 221121
摘要：随着科学技术的不断发展，斗式提升机在在工业生产中得到了广泛应用。与此同时，我们也有必要研讨现有斗式提升机存在的问题，找到其改进的方法，保证斗式提升机的安全稳定运行。本文就斗式提升机的结构分析及优化展开探讨。
关键词：斗式提升机；结构组成；优化
引言
斗式提升机是一种垂直输送块料、颗粒、或粉状物料的设备。由于其结构紧凑，工作稳定可靠，操作和维修保养简便，密封性能好。因此在粮油和饲料工业中得到广泛应用。随着经济的发展，粮油、饲料等行业加工规模的不断扩大，对斗式提升机的要求也越来越高。 1斗式提升机的组成及基本原理
斗式提升机指的是利用带或链等牵引构件实现物料输送的设备。具备驱动功率低、无效功率少、使用范围广、密封性能好、环境污染轻、使用寿命长、提升高度高等诸多优点。斗式提升机主要由驱动装置、牵引部件、壳体、尾轮、料斗、导向装置、张紧装置、喂料口和和抛料口等部分组成。其中，驱动装置、料斗、牵引部件是关键的设计部件[1]。斗式提升机的工作通过以下原理实现：首先，物料被斗式提升机底部的料斗装入，被装入料斗，随同斗式提升机的链或带传送至顶部，物料在头轮的作用下翻转，最终被抛到相应的接收装置内。胶带式的斗式提升机常用的输送带材质为橡胶，输送带往往安置在提升机顶部的输送滚筒和底部的改向滚筒之间。轮板链式的斗式提升机的输送链则往往安装于顶部和底部的平行位置的输送链，为防止工作中物料的粉尘飘扬，斗式提升机通常在机器外壳装有两个改向链轮，避免粉尘进入增加机械磨损。
2我国斗式提升机的研究现状及发展趋势
斗式提升机作为散粒物料垂直输送设备，广泛应用于化工、医药、建筑等行业，其具有占地面积小、可提升物料高度大，输送物料重量大且噪音污染小等优点。我国斗式提升机的使用发展始于20世纪50年代，当时我国的工业生产发展较为迅速，对输送机械性能有了较高的要求，我国斗式提升机开发部分借鉴前苏联技术，并在以后的实际应用中，根据使用问题进行相应的改良升级。进入80年代，由于改革开发，我国工业生产迅猛增加，针对运输机械的自动化，节能提效有了较高的要求。我国也改变了长期依赖国外先进技术引进应用的现状，对斗式提升机研发生产本土化，使得斗式提升机的种类增多，质量和性能也有了大幅度的提升。90年代后，我国自主研发制造的THG 系列与TDG系列高效斗式提升机，其输送能力、输送高度、运行稳定性、使用寿命等极大满足工业生产的多方面需求。但是，其实际应用中还会出现各种问题，因此有必要采用现代先进的技术对问题进行分析，并提出改进方法。随着我国经济和科技的不断发展，斗式提升机的开发也出现了新的趋势，具体为以下几点：（1）设备性能逐渐提高，向着多功能方向发展，拓展了潜在的应用领域；（2）提高斗式提升机的可提升高度、提升重量、安全性和传输物料速度及质量等性能指标；（3）向着大型化发展，随着工业生产和企业规模的不断扩大，对斗式提升机输送物料重量有了更高的要求，因此斗式提升机设备逐渐向着大型化、多功能方向发展；（4）斗式提升机的机电一体化，当前自动化控制及计算机技术发展相对成熟，将自动化技术和计算机技术联合应用在斗式提升机的正常生产运行中，可提高生产效率和节约人工成本。
3斗式提升机的结构设计及优化办法
3.1改向滚筒与机壳整体式滑动
当前，多数斗式提升机采用的都是浮动式改向滚筒，张紧方式为螺杆拉紧。这种张紧方式要通过动轴穿过斗式提升机的外壳，需要安置于轴承座，从而随同链条或胶带实现改向滚筒与轴承座张紧的滑动。但在对物料进行实际的生产加工中，往往需要在斗式提升机的外壳打孔，并使用聚氨酯板进行密封，而伴随机械的动作，改向滚筒的运动将会导致缝隙不严，让粉尘从缝隙处逸出。为改进这种工作结构，可将使用螺栓将斗式提升机的壳体与活动体固定，同时将改向滚筒从轴承座、动轴一端固定到活动体上。这样一来，当提升机生产运作时，活动体在轴承座的带动下，由动轴、轴承座的改向滚筒改进为调整畚斗带发生张紧力。同时，由于轴承座被固定在活动体上，没有开孔，就避免了粉尘的外逸。
3.2液压拉紧装置
斗式提升机长期使用过程中，链条或畚斗带会被逐渐拉长，解决这个问题常采用的方法是调节拉紧螺杆或增加配重来进行张紧，但是螺母由于粉尘和锈蚀的影响，导致其与螺杆间转动难度大，进而使得张紧装置调节困难，常需破坏螺母或螺杆，重新更换后再修复张紧装置。针对这个问题，可采用的方法将螺杆拉紧方式改进为液压拉紧。液压拉紧装置包括液压泵、拉紧油缸和配套电控箱等。根据实际生产需求，液压泵和压力传感器协同工作，保证这个系统的工作压力稳定，再通过工作压力作用拉紧油缸拉紧链条或畚斗带。这个液压拉紧装置还需设置蓄能器，其可降低实际运行时电机的开停频率。这套装置提供的压力应当恒定且柔和，其既可以防止打滑，同时也可使得料斗卡壳时保证链条或畚斗带处于张紧状态，不会被拉断，从而对轴、链条或畚斗带等部件起保护作用，保证斗式提升机的安全稳定运行。
3.3头尾轮采用胀套与轴连接
斗式提升机的驱动滚筒、改向滚筒与轴的联接一般都采用键联接。随着国内外斗式提升机技术的发展，对提升速度和提升高度的不断提高，在大型斗式提升机上采用一般键联接就满足不了设备的性能要求，并且随着输送量的提高，对轴的强度刚度提出了更高的要求。一般的键联接在轴和轮毂上要分别加工出键槽才能使轴和滚筒同步转动，而键连接在使用过程中不可避免的会对连接件产生切口效应，使连接处产生高的应力集中，进而带来应变集中；导致应变速率增高，引起双向或三向应力状态，使材料脆化，大大降低轴和轮毂的承载能力和使用寿命。为了避免在轴上产生应力集中，采用有胀紧联结作用的胀套来联接轴和轮毂。胀紧联结是一种靠拧紧高强度螺栓使胀套与轴间或套间包容面间产生正压力，相伴产生摩擦力，实现负载传递的装置。与键联结相比，胀套联结具有以下优点：（1）制造和安装简单。安装胀套的轴和孔（或轮毂）不像过盈配合和键连接那样要求精度高的制造公差，安装胀套也无需加热，冷却或使用加压设备，只须将螺钉按规定扭矩值拧紧即可。（2）良好的互换性，拆卸方便。拆卸时，先松开压紧螺钉，再用顶出螺钉顶出卸载，即可解除联结状态，将胀套与联结零件分离。（3）胀套联结是一种精密无间隙、无键的联结。消除了键联接传动带来的切口效应。具有定位方便快捷、使用寿命长、不易腐蚀，在工作中无相对滑动，不会磨损。（4）在轴向安装时，不需轴向任何固定就可以方便地调整其轴向所需位置尺寸。
大连理工大学结构优化复习总结
结构优化设计－基于结构分析技术，在给定的设计空间实现满足使用要求且具有最佳性能或最低成本的工程结构设计的技术 优化设计的三要素:设计变量;约束条件;目标函数 凸域:基于n维空间的区域s里，如果取任意两点x1和x2，连接这两点的线段也属于s，该区域称凸域（=αx1+(1-α)x2 ） 凸函数:如果函数f(x)定义在n维空间的凸域s上，而且对s中的任意两点x1和x2和任意常数α,0.0<=α<=1.0,有f[αx1+(1- α)x2]<=αf(x1)+(1- α)f(x2),则f(x)称为s上的凸函数 严格凸函数:上式小于严格成立 凸规划:如果可行域是凸域，目标函数是凸函数，这样构成的数学规划问题为凸规划问题。 准则设计法:依靠工程经验;效率高;缺乏严格数学基础 最优准则法基于库塔克（K-T）条件:需构造迭代求解算法;通用性不强 数学规划方法:有严格的数学基础，有较好的通用性，计算效率要考虑。 结构优化问题的求解布骤 I. 建立优化模型。给定初始设计方案。 II. 结构分析(有限元） III.优化（收敛性）检验。满足则结束程序，否则继续IV IV. 灵敏度分析 V. 求解优化问题，修改结构模型，返回II。 优化求解的两大类方法：准则法；数学规划法 准则设计方法：用优化准则代替原来的优化问题 同步失效准则设计的评价： {优点：简单、方便，特别是独立约束个数n=m时；工程实用；适合于构件设计。 缺点：只能处理简单构件设计；缩小了设计空间，不能保证最优解；若n < m ，可能无解； 当n > m时，确定哪些破坏模式应同时发生比较困难。 改进：为了弥补等式约束代替不等式约束的缺陷，引入松弛因子ψi σi (X ) =ψiσip , 0 ≤ψi ≤1, i =1,2,......n 启发：用准则代替原来的优化问题，准则法的基本思想；如果将桁架的每根杆看作一种可能的破坏模式，桁架看作一个元件。可以得到满应力准则 满应力方法的缺点：完全无视重量会漏掉最轻设计；中间点一般是不可行设计，对工程实际不利。希望得到可行的中间设计点。 齿形法：采用射线步进行可行性调整，适用于桁架一类刚度与设计变量成正比的结构。 将所有设计变量同时乘以一个常数ξ：A n i=ξA i o} 线性函数都是凸函数，线性规划是凸规划。
斗式提升机的设计要点
第1章前言 斗式提升机广泛用于垂直输送各种散状物料，国内斗提机的设计制造技术是50年代由前苏联引进的,直到80年代几乎没有大的发展。自80年代以后,随着国家改革开放和经济发展的需要,一些大型及重点工程项目从国外引进了一定数量的斗提机,从而促进了国内斗提机技术的发展。有关斗提机的部颁标准JB3926—85及按此标准设计的TD、TH 及TB系列斗提机的相继问世,使我国斗提机技术水平向前迈了一大步, 但由于产品设计、原材料、加工工艺和制造水平等方面的原因,使产品在实际使用中技术性能、传递扭矩、寿命、可靠性和噪声等与国际先进水平相比仍存在相当大的差距。 斗式提升机按牵引形式主要分为胶带式、圆环链式和板链式三种,因经济条件、技术水平及使用习惯等原因,国内用户对圆环链式和胶带式斗提机需求量较大,这两种斗提机的技术发展受到较多的关注,而且有较为明显的发展。TH型是一种圆环链斗式提升机，采用混合式或重力卸料，挖取式装料。牵引件用优质合金钢高度圆环链。中部机壳分单、双通道两种形式为机内重锤箱恒力自动张紧。链轮采用可换轮缘组合式结构。使用寿命长，轮缘更换工作简便。下部采用重力自动张紧装置，能保持恒定的张紧力，避免打滑或脱链，同时料斗遇到偶然因素引起的卡壳现象时有一定的容让性，能够有效地保护下部轴等部件。该斗式提升机适用于输送堆积密度小于1.5t/m3易于掏取的粉状、粒状、小块状的底磨琢性物料。如煤、水泥、碎石、砂子、化肥、粮食等。TH型斗式提升机用于各种散状物料的垂直输送。适用于输送粉状、粒状、小块状物料，物料温度在250℃以下。
第2章提升机设计 2.1本课题介绍及设计理论 2.1.1概述 此次设计的任务是研究TH250斗式提升机的工作原理、性能和特点，采用理论联系实际的方法，研究影响斗式提升机效率的影响因素，进行必要的结构改进，提出结构的方案并实施设计。同时，进行相关结构参数和工艺参数的设计与计算、总体方案设计，总体装配以及传动、机体等部件和相关零部件设计及绘图。主要设计方案如下：1）对斗式提升机的工作原理进行深入研究，根据TH250斗式提升机的工作能力和使用要求，设计出总体方案。 2）设计出合理的提升机结构和零件的强度，保证运行的稳定性。 3）设计出合理的驱动装置，保证运行的高效性。 该项目来源于江苏海建集团， TH斗式提升机具有输送量大，提升高度高，运行平稳可靠，操作维修简便，寿命长等显著特点。斗式提升机适用于输送粉状，粒状和小块状的低磨琢性物性，物料堆积密度小于1.5t/m ,物料温度不超过250℃，广泛应用于水泥提升机械。 2.2斗式提升机的工作原理 2.2.1斗式提升机分类 1）按牵引件分类： 斗式提升机的牵引构件有环链、板链和胶带等几种。环链的结构和制造比较简单，与料斗的连接也很牢固，输送磨琢性大的物料时，链条的磨损较小，但其自重较大。板链结构比较牢固，自重较轻，适用于提升量大的提升机，但铰接接头易被磨损，胶带的结构比较简单，但不适宜输送磨琢性大的物料，普通胶带物料温度不超过60°C，钢绳胶带允许物料温度达80°C，耐热胶带允许物料温度达120°C，环链、板链输送物料的温度可达250°C。斗提机最广泛使用的是带式(TD)，环链式(TH)两种型式。用于输送散装水泥时大多采用深型料斗。如TD型带式斗提机采用离心式卸料或混合式卸料适用于堆积密度小于1．5t／m3的粉状、粒状物料。TH环链斗提机采用混合式或重力式卸料用于输送堆和密度小于1．5t／m3的粉状、粒状物料。 2）按卸载方式分类：
斗式提升机
斗式提升机 第一节 概述 斗式提升机的一种垂直输送粉料、散粒、碎块物料的连续输送机械设备。 用途：斗式提升机可以用于提升粉料、散粒物料和碎块物料。因此，在粮食加工厂、油脂厂、饲料厂、食品厂、化工厂、建筑材料厂和港口仓库品，得到广泛的应用。 分类： 按输送物料的方向分：可分为垂直提升和倾斜输送，根据生产需要，又发展为可以在水平 位置直料，垂直提升再转为 水平输送的斗 式提升机。 按牵引构件分：可分为 带式斗提和链 式斗提。 按料斗在 牵引构件上的布置形式分： 可分为密集型 图1：斗式提升机 机头 观察窗 机筒 畚斗 张紧轮 牵引带 驱动轮 驱动装置 机座
和稀疏型。 按物料从斗中卸载方式分：可分为离心式、重力式和混合式。 斗式提升机的一般构造如图1所示。牵引构件环绕在上端的驱动轮和下端的张紧轮之间构成一个环形的轮廓。在牵引件上每隔一定距离安装着许多料斗。提升机的外壳分三个部分：上端称为机头，下端称为机座，中间称为提升管。提升管可根据提升高度由若干节组成。提升机的驱动装置与头轮轴相连，使提升机获得动力。张紧装置与底轮轴相连，使牵引获得必要的张力，以保证正常运转。提升管的项端设有防爆孔，排泄爆炸性气体，以防止粉尘爆炸事故的发生。提升机工作时，物料由进料口均匀地进入机座的料斗中，然后被提升到机头。当料斗绕入驱动轮时，物料开始倾倒出来，从料口流出机外。 斗式提升机的优点：结构简单、紧凑，占地面积小，工作平稳可靠，提升高度高(可达30～50M)，生产率范围大(3～160m3/h)，耗用动力小，有良好的密封性等。 斗式提升机的缺点：对过载敏感，必须连续均匀地供料，料斗容易磨损，容易引起粉尘爆炸等。 第二节斗式提升机的工作过程 斗式提升机的工作过程分三个阶段:物料装入料斗的过程；物料从机座提升到机头的过程；物料从料斗内倒入出料口的卸料过程。 一、装料过程 (一)装满系数 料斗的装料过程直接影响提升机的输送能力。判别装料工作的质量可用
立体车库的内部机械结构的优化设计
目录 摘要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．Abstract．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 第一章绪论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 1.1 课题的来源及研究的目的和意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 1.2 机械式停车库．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 1.3 机械优化设计相关知识．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 1.3.1 优化设计概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 1.3.2 约束优化方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 第二章立体车库总体结构的研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 2.1 机械立体车库的总体结构形式．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 2.2 立体车库的总体结构的选择与设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 2.3 立体车库的存取车方式的总体设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 2.4 立体车库主体建筑结构的总体设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 第三章固定叉梳的优化设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 3.1 横移叉梳和固定叉梳结构形式的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 3.2 固定叉梳的优化设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 第四章立体车库钢结构骨架的优化设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 4.1 立体停车库钢结构骨架基本结构的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 4.2 立体停车库钢结构骨架的模型化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 4.3 钢结构骨架的受力情况．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 4.4 进行受力分析的基本假设．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 4.5 钢结构骨架的受力分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 4.6 钢结构骨架的变形分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 4.7 结构优化设计模型的建立．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 4.8 优化结果及分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．结论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 致谢．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 参考文献(References)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
西安交大结构优化设计实验报告
结构优化设计实验报告 1.实验背景 结构优化能在保证安全使用的前提下保证工程结构减重，提高工程的经济效益，这也是课程练习的有效补充。 2.实验课题 问题1：考察最速下降法、拟牛顿法（DFP，BFGS）、单纯形法的性能，使用matlab中的fminunc 和fminsearch 函数。 ●目标函数1: 目标函数，多元二次函数 其中，，,, 初值 ●目标函数2 1.3 结果分析：从上述结果可以看出牛顿法具有较好的稳定性，最速下降法和单纯形法在求解超越函数时稳定性不佳，最速下降法迭代次数最少，单纯形法
迭代次数最多。 问题2：使用matlab中的linprog和quadprog函数验证作业的正确性。 用单纯形法求解线性规划问题的最优解 ●目标函数1 6 , 运行结果： 单纯形法的解析解 用两相法求解线性规划问题的最优解 ●目标函数2 , 运行结果: 单纯形法的解析解 求解二次规划问题的最优解 ●目标函数2 , , 运行结果：
问题3：用Matlab命令函数fmincon求解非线性约束规划问题 ●目标函数1 运行结果： 迭代次数：8 ●目标函数2 运行结果： 迭代次数：16 问题4：用Matlab命令函数fmincon求解人字形钢管架优化问题。已知：2F = 600kN，2B = 6 m，T=5 mm，钢管材料E = 210 GPa，密度=, 许用应力[ ]=160MPa，根据工艺要求2m ≤ h≤6m ，20mm ≤ D≤300mm 。求h , D 使总重量W为最小。
求 目标函数1 运行结果：
迭代次数：8 问题5：修改满应力程序opt4_1.m 和齿形法程序opt4_2.m ，自行设计一个超静定桁架结构，并对其进行优化。要求: （1）设计变量数目不小于2； （2）给出应力的解析表达式； （3）建立以重量最小为目标函数、应力为约束的优化模型。 分别用满应立法和齿轮法求解图2超静定结构，已知材料完全相同， ， , 2000,1500==σσ ， 满应力法和齿轮法运行结果：
斗式提升机的结构分析及优化
斗式提升机的结构分析及优化 发表时间：2019-03-25T11:31:17.577Z 来源：《基层建设》2018年第35期作者：訾坡 [导读] 摘要：随着科学技术的不断发展，斗式提升机在在工业生产中得到了广泛应用。 简森工业洗涤技术（徐州）有限公司江苏徐州 221121 摘要：随着科学技术的不断发展，斗式提升机在在工业生产中得到了广泛应用。与此同时，我们也有必要研讨现有斗式提升机存在的问题，找到其改进的方法，保证斗式提升机的安全稳定运行。本文就斗式提升机的结构分析及优化展开探讨。 关键词：斗式提升机；结构组成；优化 引言 斗式提升机是一种垂直输送块料、颗粒、或粉状物料的设备。由于其结构紧凑，工作稳定可靠，操作和维修保养简便，密封性能好。因此在粮油和饲料工业中得到广泛应用。随着经济的发展，粮油、饲料等行业加工规模的不断扩大，对斗式提升机的要求也越来越高。 1斗式提升机的组成及基本原理 斗式提升机指的是利用带或链等牵引构件实现物料输送的设备。具备驱动功率低、无效功率少、使用范围广、密封性能好、环境污染轻、使用寿命长、提升高度高等诸多优点。斗式提升机主要由驱动装置、牵引部件、壳体、尾轮、料斗、导向装置、张紧装置、喂料口和和抛料口等部分组成。其中，驱动装置、料斗、牵引部件是关键的设计部件[1]。斗式提升机的工作通过以下原理实现：首先，物料被斗式提升机底部的料斗装入，被装入料斗，随同斗式提升机的链或带传送至顶部，物料在头轮的作用下翻转，最终被抛到相应的接收装置内。胶带式的斗式提升机常用的输送带材质为橡胶，输送带往往安置在提升机顶部的输送滚筒和底部的改向滚筒之间。轮板链式的斗式提升机的输送链则往往安装于顶部和底部的平行位置的输送链，为防止工作中物料的粉尘飘扬，斗式提升机通常在机器外壳装有两个改向链轮，避免粉尘进入增加机械磨损。 2我国斗式提升机的研究现状及发展趋势 斗式提升机作为散粒物料垂直输送设备，广泛应用于化工、医药、建筑等行业，其具有占地面积小、可提升物料高度大，输送物料重量大且噪音污染小等优点。我国斗式提升机的使用发展始于20世纪50年代，当时我国的工业生产发展较为迅速，对输送机械性能有了较高的要求，我国斗式提升机开发部分借鉴前苏联技术，并在以后的实际应用中，根据使用问题进行相应的改良升级。进入80年代，由于改革开发，我国工业生产迅猛增加，针对运输机械的自动化，节能提效有了较高的要求。我国也改变了长期依赖国外先进技术引进应用的现状，对斗式提升机研发生产本土化，使得斗式提升机的种类增多，质量和性能也有了大幅度的提升。90年代后，我国自主研发制造的THG 系列与TDG系列高效斗式提升机，其输送能力、输送高度、运行稳定性、使用寿命等极大满足工业生产的多方面需求。但是，其实际应用中还会出现各种问题，因此有必要采用现代先进的技术对问题进行分析，并提出改进方法。随着我国经济和科技的不断发展，斗式提升机的开发也出现了新的趋势，具体为以下几点：（1）设备性能逐渐提高，向着多功能方向发展，拓展了潜在的应用领域；（2）提高斗式提升机的可提升高度、提升重量、安全性和传输物料速度及质量等性能指标；（3）向着大型化发展，随着工业生产和企业规模的不断扩大，对斗式提升机输送物料重量有了更高的要求，因此斗式提升机设备逐渐向着大型化、多功能方向发展；（4）斗式提升机的机电一体化，当前自动化控制及计算机技术发展相对成熟，将自动化技术和计算机技术联合应用在斗式提升机的正常生产运行中，可提高生产效率和节约人工成本。 3斗式提升机的结构设计及优化办法 3.1改向滚筒与机壳整体式滑动 当前，多数斗式提升机采用的都是浮动式改向滚筒，张紧方式为螺杆拉紧。这种张紧方式要通过动轴穿过斗式提升机的外壳，需要安置于轴承座，从而随同链条或胶带实现改向滚筒与轴承座张紧的滑动。但在对物料进行实际的生产加工中，往往需要在斗式提升机的外壳打孔，并使用聚氨酯板进行密封，而伴随机械的动作，改向滚筒的运动将会导致缝隙不严，让粉尘从缝隙处逸出。为改进这种工作结构，可将使用螺栓将斗式提升机的壳体与活动体固定，同时将改向滚筒从轴承座、动轴一端固定到活动体上。这样一来，当提升机生产运作时，活动体在轴承座的带动下，由动轴、轴承座的改向滚筒改进为调整畚斗带发生张紧力。同时，由于轴承座被固定在活动体上，没有开孔，就避免了粉尘的外逸。 3.2液压拉紧装置 斗式提升机长期使用过程中，链条或畚斗带会被逐渐拉长，解决这个问题常采用的方法是调节拉紧螺杆或增加配重来进行张紧，但是螺母由于粉尘和锈蚀的影响，导致其与螺杆间转动难度大，进而使得张紧装置调节困难，常需破坏螺母或螺杆，重新更换后再修复张紧装置。针对这个问题，可采用的方法将螺杆拉紧方式改进为液压拉紧。液压拉紧装置包括液压泵、拉紧油缸和配套电控箱等。根据实际生产需求，液压泵和压力传感器协同工作，保证这个系统的工作压力稳定，再通过工作压力作用拉紧油缸拉紧链条或畚斗带。这个液压拉紧装置还需设置蓄能器，其可降低实际运行时电机的开停频率。这套装置提供的压力应当恒定且柔和，其既可以防止打滑，同时也可使得料斗卡壳时保证链条或畚斗带处于张紧状态，不会被拉断，从而对轴、链条或畚斗带等部件起保护作用，保证斗式提升机的安全稳定运行。 3.3头尾轮采用胀套与轴连接 斗式提升机的驱动滚筒、改向滚筒与轴的联接一般都采用键联接。随着国内外斗式提升机技术的发展，对提升速度和提升高度的不断提高，在大型斗式提升机上采用一般键联接就满足不了设备的性能要求，并且随着输送量的提高，对轴的强度刚度提出了更高的要求。一般的键联接在轴和轮毂上要分别加工出键槽才能使轴和滚筒同步转动，而键连接在使用过程中不可避免的会对连接件产生切口效应，使连接处产生高的应力集中，进而带来应变集中；导致应变速率增高，引起双向或三向应力状态，使材料脆化，大大降低轴和轮毂的承载能力和使用寿命。为了避免在轴上产生应力集中，采用有胀紧联结作用的胀套来联接轴和轮毂。胀紧联结是一种靠拧紧高强度螺栓使胀套与轴间或套间包容面间产生正压力，相伴产生摩擦力，实现负载传递的装置。与键联结相比，胀套联结具有以下优点：（1）制造和安装简单。安装胀套的轴和孔（或轮毂）不像过盈配合和键连接那样要求精度高的制造公差，安装胀套也无需加热，冷却或使用加压设备，只须将螺钉按规定扭矩值拧紧即可。（2）良好的互换性，拆卸方便。拆卸时，先松开压紧螺钉，再用顶出螺钉顶出卸载，即可解除联结状态，将胀套与联结零件分离。（3）胀套联结是一种精密无间隙、无键的联结。消除了键联接传动带来的切口效应。具有定位方便快捷、使用寿命长、不易腐蚀，在工作中无相对滑动，不会磨损。（4）在轴向安装时，不需轴向任何固定就可以方便地调整其轴向所需位置尺寸。
机械结构优化设计作业
甘蔗收获机机械台架虚拟样机 结构优化设计 摘要：结构优化设计就是寻求满足约束条件下的最佳构建尺寸、结构形式以及材料配置方式。利用有限元方法对虚拟样机台架结构进行分析，并采用一阶方法对台架进行优化，预估出经验设计结构上的最危险点，并对结构进行改造和优化，可以保证结构综合应力在材料的许用应力范围内，对结构轻量化，合理分配材料，大大缩短研制周期，降低设计成本，为虚拟样机的创新设计可以提供一种新的设计及优化设计方法。 关键词：甘蔗收获机；优化设计；模态分析；一阶方法 引言：甘蔗作为重要经济作物在全世界范围内广泛种植，中国的种植面积在世界位居第三位，成为我国制糖，轻工，化工和能源的重要原料，对整个国民经济的发展都有重要的地位和作用。甘蔗收获包括切梢、切割、清理和装运等工序，为甘蔗生产过程中劳动强度最大，费工费时，成本最高的一个环节。在我国，甘蔗成产机械化程度低，随着人工收获成本的逐年增加，我国糖业面临着巨大的竞争压力，实现甘蔗收获机械化的要求愈加迫切。随着设计理论与设计理念的发展，对虚拟样机进行优化设计能改进凭经验设计出现的缺陷以及预估结构或机构的最危险点，从而对其进行改造和优化，对设计结果及时进行审查，并及时反馈给设计人员，实现了设计过程中的快速反馈，按照优化后的设计方案进行物理样机研制，可以避开预估的缺陷和危险点，从而使结构更趋于合理，降低了制造成本，大大缩短了设计和产品研制周期，还可以保证将错误消灭在萌芽状态。 虚拟样机技术[ 1]为这类创新产品的开发提供了强有力的手段。甘蔗收割机在工作过程中, 要经历扶蔗、砍蔗、输送、断尾以及剥叶等动作, 承受的都是动态载荷, 而结构的固有频率和振型是承受动态载荷结构设计中的重要参数, 因此本文采用通用有限元分析软件ANSYS对甘蔗收割机机架结构部件进行模态分析, 根据机架结构的低阶模态和振型, 确定对机架结构是进行动力刚度优化还是静力强度优化。 1.机架结构模型建立
主厂房结构优化专题分析
编号：FA008CT-A-05 新都华润雪花啤酒分布式能源站工程 勘察设计投标文件 招标编号:XD2T201401 第二卷技术部分 第二册专题报告 主厂房结构优化专题报告 中国华电工程(集团)有限公司 二○一四年二月北京
总目次 第一卷商务部分 第二卷技术部分 第一册工程技术方案说明 第二册专题报告 第三册投标人需提交的其他文件和资料第三卷投标报价书
目次 1 前言........................................................................... 错误!未定义书签。 2 厂区工程地质条件.................................................... 错误!未定义书签。 2.1地形地貌.................................................................. 错误!未定义书签。 2.2工程地质条件.......................................................... 错误!未定义书签。 2.3水文地质条件.......................................................... 错误!未定义书签。 2.4场地类别、建筑场地类型...................................... 错误!未定义书签。 2.5地震参数.................................................................. 错误!未定义书签。 2.6地震液化情况.......................................................... 错误!未定义书签。 2.7场地稳定性评价...................................................... 错误!未定义书签。 2.8场地地基土的适宜性.............................................. 错误!未定义书签。 3 地基方案选择和评价................................................ 错误!未定义书签。 3.1地基土工程特性 .................................................... 错误!未定义书签。 3.2天然地基持力层的选择.......................................... 错误!未定义书签。 3.3基础型式的选择 .................................................... 错误!未定义书签。 3.4地基沉降 ................................................................ 错误!未定义书签。 4 其他建（构）筑物地基基础 .................................... 错误!未定义书签。 5 结论........................................................................... 错误!未定义书签。 6 存在问题及建议 ....................................................... 错误!未定义书签。
机器人习题答案
课程考试复习题及参考答案 一、名词解释题： 1. 自由度：指描述物体运动所需要的独立坐标数。 2. 机器人工作载荷：机器人在规定的性能范围内，机械接口处能承受的最大负载量（包括手部）。 3. 柔性手：可对不同外形物体实施抓取，并使物体表面受力比较均匀的机器人手部结构。 4. 制动器失效抱闸：指要放松制动器就必须接通电源，否则，各关节不能产生相对运动。 5. 机器人运动学：从几何学的观点来处理手指位置与关节变量的关系称为运动学。 6. 机器人动力学：机器人各关节变量对时间的一阶导数、二阶导数与各执行器驱动力或力矩之间的关系， 即机器人机械系统的运动方程。 7. 虚功原理：约束力不作功的力学系统实现平衡的必要且充分条件是对结构上允许的任意位移（虚位移） 施力所作功之和为零。 8. PWM 驱动：脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation ）驱动。 9. 电机无自转：控制电压降到零时，伺服电动机能立即自行停转。 10. 直流伺服电机的调节特性：是指转矩恒定时，电动机的转速随控制电压变化的关系。 11. 直流伺服电机的调速精度：指调速装置或系统的给定角速度与带额定负载时的实际角速度之差，与给 定转速之比。 12. PID 控制：指按照偏差的比例（P, proportional ）、积分（I, integral ）、微分（D, derivative ）进 行控制。 13. 压电元件：指某种物质上施加压力就会产生电信号，即产生压电现象的元件。 14. 图像锐化：突出图像中的高频成分，使轮廓增强。 15. 隶属函数：表示论域U 中的元素u 属于模糊子集A 的程度，在[0, 1]闭区间内可连续取值。 16. BP 网络：BP (Back Propagation)神经网络是基于误差反向传播算法的人工神经网络。 17. 脱机编程：指用机器人程序语言预先进行程序设计，而不是用示教的方法编程。 18. AUV ：Autonomous Underwater Vehicle 无缆自治水下机器人，或自动海底车。 二、简答题： 1.机器人学主要包含哪些研究内容？ 答：机器人研究的基础内容有以下几方面：(1) 空间机构学；(2) 机器人运动学；(3) 机器人静力学；(4) 机器人动力学；(5) 机器人控制技术；(6) 机器人传感器；(7) 机器人语言。 2.机器人常用的机身和臂部的配置型式有哪些？ 答：目前常用的有如下几种形式：(1) 横梁式。机身设计成横梁式，用于悬挂手臂部件，具有占地面积小，能有效地利用空间，直观等优点。(2) 立柱式。多采用回转型、俯仰型或屈伸型的运动型式，一般臂部都可在水平面内回转，具有占地面积小而工作范围大的特点。(3) 机座式。可以是独立的、自成系统的完整装置，可随意安放和搬动。也可以具有行走机构，如沿地面上的专用轨道移动，以扩大其活动范围。(4) 屈伸式。臂部由大小臂组成，大小臂间有相对运动，称为屈伸臂，可以实现平面运动，也可以作空间运动。 3.拉格朗日运动方程式的一般表示形式与各变量含义？ 答：拉格朗日运动方程式一般表示为： d d L L τt q q ????- = ????? & 式中，q 是广义坐标；τ是广义力。L 是拉格朗日算子，表示为 L K P =- 这里， K 是动能；P 是位能。 4.机器人控制系统的基本单元有哪些？ 答：构成机器人控制系统的基本要素包括： (1) 电动机，提供驱动机器人运动的驱动力。(2) 减速器，
斗式提升机设计说明书样本
课程设计 字第 院( 系) 专业 班级 姓名 x x x x x 年月日
课程设计任务书 材料科学与工程学院材料科学与工程专业 学生姓名学号 课程设计题目: 斗式提升机的选型设计 课程设计内容与要求: 1. 设计基本参数 1) 输送物料: 输送粘土熟料, 粒度＜40mm, 密度ρB=1.4g/cm3 2) 布置要求: 垂直输送, 提升高度42m 3) 输送量: 45 m3/h; 料仓为3×3m 4) 下料溜管横截面为圆形 2．设计要求 1) 对斗式提升机进行选型计算 2) 溜管与方圆接头设计 下料速度: 1.8m/s; 下料量: Q=3600Fv m3/h; 溜管的直径≮200mm; 方圆接头角度＜15° 3) 料仓设计
4) 绘制立面图, 平面图, 设备订货单, 预留孔, 基础图, 进出口图; 撰写设计说明书 3．绘图要求 按土建制图标准进行 4．参考资料 水泥工厂设计手册, 粉体工程及设备 5．绘图工具 计算机( AutoCAD) 绘图 目录 1 前言 (2) 1.1 斗式提升机的简介 (2) 1.2 斗式提升机的特点( 优缺点) (4)
1.3 斗式提升机的应用 (5) 2 选型计算与校核及各种系数的确定 (5) 2.1 斗式提升机输送能力的计算 (5) 2.2 电机功率大小的计算选择 (6) 3 斗式提升机的布置与确定 (8) 3.1 检视门 (8) 3.2 进料口... ... (8) 3.3 卸料口... ...... (8) 3.4 传动装置置法... ... (8) 4 基础尺寸的确定 (8) 地脚孔尺寸的确定... ... (8)
机械结构优化设计
机械结构优化设计 ——周江琛2013301390008 摘要：机械优化设计是一门综合性的学科，非常有发展潜力的研究方向，是解决复杂设计问题的一种有效工具。本文重点介绍机械优化设计方法的同时，对其原理、优缺点及适用范围进行了总结，并分析了优化方法的最新研究进展。关键词：优化方法约束特点函数 优化设计是一门新兴学科,它建立在数学规划理论和计算机程序设计基础上,通过计算机的数值计算,能从众多的设计方案中寻到尽可能完善的或最适宜的设计方案,使期望的经济指标达到最优,它可以成功地解决解析等其它方法难以解决的复杂问题,优化设计为工程设计提供了一种重要的科学设计方法,因而采用这种设计方法能大大提高设计效率和设计质量。优化设计主要包括两个方面:一是如何将设计问题转化为确切反映问题实质并适合于优化计算的数学模型,建立数学模型包括:选取适当的设计变量,建立优化问题的目标函数和约束条件。目标函数是设计问题所要求的最优指标与设计变量之间的函数关系式,约束条件反映的是设计变量取得范围和相互之间的关系;二是如何求得该数学模型的最优解:可归结为在给定的条件下求目标函数的极值或最优值的问题。机械优化设计就是在给定的载荷或环境条件下,在机械产品的形态、几何尺寸关系或其它因素的限制范围内,以机械系统的功能、强度和经济性等为优化对象,选取设计变量,建立
目标函数和约束条件,并使目标函数获得最优值一种现代设计方法,目前机械优化设计已广泛应用于航天、航空和国防等各部门。优化设计是20世纪60年代初发展起来的，它是将最优化原理和计算机技术应用于设计领域，为工程设计提供一种重要的科学设计方法。利用这种新方法，就可以寻找出最佳设计方案，从而大大提高设计效率和质量。因此优化设计是现代设计理论和方法的一个重要领域，它已广泛应用于各个工业部门。优化方法的发展经历了数值法、数值分析法和非数值分析法三个阶段。20世纪50年代发展起来的数学规划理论形成了应用数学的一个分支，为优化设计奠定了理论基础。20世纪60年代电子计算机和计算机技术的发展为优化设计提供了强有力的手段，使工程技术人员把主要精力转到优化方案的选择上。最优化技术成功地运用于机械设计还是在20世纪60年代后期开始，近年来发展起来的计算机辅助设计（CAD），在引入优化设计方法后，使得在设计工程中既能够不断选择设计参数并评选出最优设计方案，又可加快设计速度，缩短设计周期。在科学技术发展要求机械产品更新日益所以今天，把优化设计方法与计算机辅助设计结合起来，使设计工程完全自动化，已成为设计方法的一个重要发展趋势。 优化设计方法多种多样，主要有以下几种：1无约束优化设计法；无约束优化设计是没有约束函数的优化设计，无约束可以分为两类，一类是利用目标函数的一阶或二阶导数的无约束优化方法，如最速下降法、共轭梯度法、牛顿法及变尺度法等。另一类是只利用目标函数值的无约束优化方法，如坐标轮换法、单形替换法及鲍威尔法等。此法具有计算
斗式提升机样本及选型
斗式提升机样本及选型 概述: TD系列斗式提升机严格按照JB3926-85《垂直斗式提升机》标准设计制造。TD系列斗式提升机适用于垂直输送粉状、粒状、及小块状的磨吸性较小的散状物料，如粮食、煤、水泥、碎矿石等，提升高度最高40m。 型号的分类: 斗式提升机作为一种常用的提升设备，在得到广泛的应用的同时，根据不同行业的要求不同也有着非常清楚的分类，其按照传动结构可以分为： (1).TD系列斗式提升机 TD系列斗式提升机是一种国家标准的斗式提升机，该系列斗式提升机和D系列斗式提升机都是采用的胶带传动来提升物料，两者没有本质的区别，D系列斗式提升机产品型号较老且型号规格少。TD系列斗式提升机是在D系列斗式提升机的基础上经过产品改良而来，其规格有TD100、TD160、TD250、TD315、TD400、TD500、TD630、TD800、TD1000等型号,其中TD160、TD250、TD315等型号为普遍采用型号. (2).TH系列斗式提升机 TH系列斗式提升机是一种常用的提升设备，该系列斗式提升机采用锻造环链作为传动部分，具有很强的机械强度，主要用于提升机粉体和小颗粒及小块状物料，区别于TD系列斗式提升机，其提升量更大、运转效率更高。其常用于较大比重的物料的提升。 (3).NE系列斗式提升机 NE系列斗式提升机是一种新型的斗式提升机，其采用板链传动，区别于老型号TB系列板链斗式提升机，其命名方式采用提升量而命名而非斗宽。如NE150指的是提升量为150吨一小时而不是斗宽150。NE 系列斗式提升机有着很高的提升机效率，根据提升速度不同还分有NSE型号及高速板链斗式提升机。
机械结构优化设计
机械结构优化设计 ——周江琛 2013301390008 摘要：机械优化设计是一门综合性的学科，非常有发展潜力的研究方向，是解决复杂设计问题的一种有效工具。本文重点介绍机械优化设计方法的同时，对其原理、优缺点及适用范围进行了总结，并分析了优化方法的最新研究进展。关键词：优化方法约束特点函数 优化设计是一门新兴学科,它建立在数学规划理论和计算机程序设计基础上,通过计算机的数值计算,能从众多的设计方案中寻到尽可能完善的或最适宜的设计方案,使期望的经济指标达到最优,它可以成功地解决解析等其它方法难以解决的复杂问题,优化设计为工程设计提供了一种重要的科学设计方法,因而采用这种设计方法能大大提高设计效率和设计质量。优化设计主要包括两个方面:一是如何将设计问题转化为确切反映问题实质并适合于优化计算的数学模型,建立数学模型包括:选取适当的设计变量,建立优化问题的目标函数和约束条件。目标函数是设计问题所要求的最优指标与设计变量之间的函数关系式,约束条件反映的是设计变量取得范围和相互之间的关系;二是如何求得该数学模型的最优解:可归结为在给定的条件下求目标函数的极值或最优值的问题。机械优化设计就是在给定的载荷或环境条件下,在机械产品的形态、几何尺寸关系或其它因素的限制范围内,以机械系统的功能、强度和经济性等为优化对象,选取设计变量,建立
目标函数和约束条件,并使目标函数获得最优值一种现代设计方法,目前机械优化设计已广泛应用于航天、航空和国防等各部门。优化设计是20世纪60年代初发展起来的，它是将最优化原理和计算机技术应用于设计领域，为工程设计提供一种重要的科学设计方法。利用这种新方法，就可以寻找出最佳设计方案，从而大大提高设计效率和质量。因此优化设计是现代设计理论和方法的一个重要领域，它已广泛应用于各个工业部门。优化方法的发展经历了数值法、数值分析法和非数值分析法三个阶段。20世纪50年代发展起来的数学规划理论形成了应用数学的一个分支，为优化设计奠定了理论基础。20世纪60年代电子计算机和计算机技术的发展为优化设计提供了强有力的手段，使工程技术人员把主要精力转到优化方案的选择上。最优化技术成功地运用于机械设计还是在20世纪60年代后期开始，近年来发展起来的计算机辅助设计（CAD），在引入优化设计方法后，使得在设计工程中既能够不断选择设计参数并评选出最优设计方案，又可加快设计速度，缩短设计周期。在科学技术发展要求机械产品更新日益所以今天，把优化设计方法与计算机辅助设计结合起来，使设计工程完全自动化，已成为设计方法的一个重要发展趋势。 优化设计方法多种多样，主要有以下几种：1无约束优化设计法；无约束优化设计是没有约束函数的优化设计，无约束可以分为两类，一类是利用目标函数的一阶或二阶导数的无约束优化方法，如最速下降法、共轭梯度法、牛顿法及变尺度法等。另一类是只利用目标函数值的无约束优化方法，如坐标轮换法、单形替换法及鲍威尔法等。此法具有计算
关节型机器人主连杆_手臂_参数的优化设计
收稿日期: 1995211213 第一作者 男 58岁 教授 100083 北京 1996年 8月第22卷第4期 北京航空航天大学学报Jou rnal of Beijing U n iversity of A eronau tics and A stronau tics A ugu st 1996V o l 122 N o 14关节型机器人主连杆(手臂)参数的优化设计 孙杏初 (北京航空航天大学机电工程系) 摘 要 提出一种适用于工程设计的关节型机器人的主连杆(手臂) 几何参数的确定方法,建立了工作空间正逆问题的数学模型,并用优化技术,求得最小包容工作空间的主连杆几何参数,方法简便实用. 关键词 工业机器人;机构学;机构综合;几何参数;连杆 分类号 T P 242.2 1 问题的提出 机器人本体设计中,很重要的问题之一是确定连杆机构的参数,包括杆臂的长度及其转角范围等.根据机器人的结构分析,为实现机器人手臂端部在空间任意位姿,需要机构具有6个自由度,一般机构设计成两个连杆系统:前3个自由度构成的连杆称“主连杆”系统,又称“手臂”;其尺寸较大,用来实现手臂末端的空间位置;后3个自由度的杆臂尺寸较小,用来实现手臂末端的姿态,称为“次连杆”系统,又称“手腕”.按国家标准[1]机器人的工作空间是由“主连杆”的几何参数决定的. 1)研究对象与问题 本文所研究的对象为图1所示的典型关节型机器人机构,其相应的几何参数定义如图所 图1 关节型机器人主连杆机构
图2 问题的简化处理示.图中l 1、l 2、l 3分别为立柱、大臂、小臂的长度;Η2m in ～ Η2m ax 、Η3m in ～Η3m ax 分别为大、小臂的转角范围;Ηi 定义逆时针 旋转为正;Η2以y 轴为基准零位;Η3以垂直大臂的轴线为基 准零位. 本文研究的问题是如何根据给定的工作空间要求,最 优地确定上述主连杆的几何参数. 2)处理问题的思路 设所要求的工作空间为任意立方体,其大小与相对位 置如图2所示的(阴影线部分).经分析,可知满足立方体 b ×w ×h 的问题可简化为在纵平面内(ox z )满足b 1×h 的问 题.因为满足b 1×h 之后,只需利用立柱绕z 轴回转某相应 Η1角度,即可实现要求的工作空间b ×w ×h .立柱回转的最 小角度Η1应满足 Η1≥2arctg [(w 2) r ](1)因此,此后只需研究在纵平面内如何满足b 1×h 的平面工作空间(图1中E 1F 1G 1H 1)的最优连杆参数的问题了 .2 工作空间正问题的几何分析 设给定l 1、l 2、l 3、Η2m in 、Η2m ax 、Η3m in 、Η3m ax ,确定工作空间, 即确定手臂端点P 的各特征点坐标,便可确定工作空间.根据图1所示的机构,手臂端点的坐标可表示为一般形式: x =l 2sin Η2+l 3co s (Η2+Η3)y =l 2co s Η2-l 3sin (Η2+Η3 )(2) 所构成的工作空间A B CD 是由四段圆弧所构成:以“O ” 点为圆心的A B 与CD 圆弧;“E ”点为圆心的A D 圆弧以及“F ”点为圆心的B C 圆弧.对应的特征点有:A 、B 、C 、D 、E 、F .其中A 点对应Η2=Η2m in ,Η3=Η3m in ,代入方程组(2),得A 点坐标为 x A =l 2sin Η2m in +l 3co s (Η2m in +Η3m in ) y A =l 2co s Η2m in -l 3sin (Η2m in +Η3m in ) 同理可得B 、C 、D 、E 、F 等点的坐标为: x B =l 2sin Η2m ax +l 3co s (Η2m ax +Η3m in ) y B =l 2co s Η2m ax -l 3sin (Η2m ax +Η3m in ) x C =l 2sin Η2m ax +l 3co s (Η2m ax +Η3m ax ) y C =l 2co s Η2m ax -l 3sin (Η2m ax +Η3m ax ) x D =l 2sin Η2m in +l 3co s (Η2m in +Η3m ax ) y D =l 2co s Η2m in - l 3sin (Η2m in +Η3m ax )x E =l 2sin Η2m in y E =l 2co s Η2m in x F =l 2sin Η2m ax y F =l 2co s Η2m ax 求出各特征点之后,很容易求出各段圆弧的半径值,如A B 圆弧的半径为 015北京航空航天大学学报第22卷