异形断面盾构切削机构分析

开发合理的切削机构是异形断面盾构的关键技术之一 .提出一种三杆切削机构 ,它在原有圆形盾构刀盘上加装可控制的伸缩机构 ,完成任意断面的切削 ,结构简单实用 .介绍了异形断面盾构切削机构的控制方式 ,分析了阀控液压缸和滑阀计量马达两种控制方式 ,前者结构简单 ,控制容易 ,但需要一个较长的位移传感器 ,而且信号需通过滑环传递 ,难以保证信号准确性 .后者可以保证得到精确的信号 ,但其液压系统的泄漏会影响精度 ,需要采取补偿措施 .最后对三杆机构的伸缩速度进行了分析 ,由此可确定控制机构的马达、油缸等参数 ,以便进行正确的选型 ,为异形断面盾构机械提供设计依据 .     

混合输入五杆机构的奇异性分析

混合输入五杆机构是最简单的并联机器人,利用混合输入五杆机构的Jacobian矩阵,推导出奇异性条件。将奇异性分为两种类型,即Jacobian矩阵行列式为0和∞,并分析它们的特性。根据四杆机构的可装配条件,分析得到不出现两种奇异位形的条件。利用此条件及混合输入五杆机构的分类,分析无条件三曲柄、两曲柄类型的奇异性并给出设计算例验证理论分析的正确性。     

混合驱动平面2自由度七杆机构的奇异性分析

基于机构输入输出的速度Jacobian矩阵，提出了求解平面多环多自由度机构奇异位形的一般方法．利用这种方法详细分析了用于混合驱动器的平面2自由度七杆机构的4类奇异位形，得出了平面2自由度七杆机构的5种奇异位形，并讨论了它们各自的特点．提出了平面多环多自由度机构造免奇异位形出现的3种方法；基于平面单环N杆机构的可装配性，分析得出了避免这些奇异位形的几何条件．设计算例及仿真结果验证了上述结论．     

大断面盾构隧道施工技术问题研究

随着大断面、超大断面盾构隧道的建设,盾构隧道施工过程所暴露出来的问题越来越突出,本文结合南京长江隧道泥水平衡式盾构施工,针对大断面盾构隧道施工中的切口水压、盾构掘进速度、同步注浆等施工参数的设定和衬砌管片上浮问题,分析了各种问题的原因、影响因素、导致的危害,并给出了一些相应的施工措施。     

UR5机器人运动学及奇异性分析

为了解决UR5机器人用户建立的机器人坐标系与厂家建立的机器人坐标系不一致,机器人内部有关力、角速度、角加速度等数据信息难以被直接使用的问题,在分析UR5机器人结构特点的基础上,建立与厂家数据匹配的坐标系。采用D-H参数法建立UR5机器人的运动学方程,描述机器人各杆件的相对位姿关系,依据UR5机器人满足Pieper准则的结构特性,采用分离变量法求取UR5机器人的运动学反解,并利用微分变换法完成UR5机器人奇异位形分析,奇异性分析与仿真结果表明了UR5机器人位置奇异时各关节变量之间的关系。使用MATLAB软件编写运动学程序,并利用机器人系统对程序进行实验室测试与工程实践验证,MATLAB运动学程序实验结果与UR5系统内部数据一致,验证了运动学分析的正确性。研究结果对进一步开展UR5机器人连续轨迹规划研究具有参考价值。     

一种研究球面机构运动学的新方法——Ⅱ球面六杆机构的运动学研究

本文继续研究多种球面六杆机构的运动学问题,导出了几种球面六杆机构以输入转角为参数的连杆曲线方程,得到了连杆点位置及连杆方向的显性表达式,将这些表达式用于球面六杆再现轨迹和刚体导引机构的运动分析与优化综合,优点显著。     

插床六杆机构的运动学和动力学分析

建立插床六杆机构的矢量模型,采用matlab/simulink微分模块建立仿真框图,设置合理的初始条件,将运动结果可视化,获得插刀的位移、速度、加速度曲线.调整构件的相对长度,得到不同的运动曲线,从而实现机构设计的快速性.在计及摩擦力时,通过作摩擦圆和判断相对角速度的方法分析机构的受力情况.根据摩擦总反力始终与摩擦圆相切,并对铰链中心所形成的力矩方向与相对角速度相反的原理,确定各个构件所受的摩擦总反力,最终将惯性力作用在相应的构件上.应用达朗贝尔原理进行动态静力分析,得出主动件上平衡力矩随时间变化的规律.     

越江盾构切削江堤抗滑桩影响及MJS加固效果分析

为研究盾构穿越江堤并切削抗滑桩对江堤稳定性及周围土体变形的影响,并探究MJS工法在此类工程中的应用效果,以南京建宁西路大直径盾构切削江堤抗滑桩工程为背景,采用三维有限元数值模型,分析了在有无MJS工法加固两种情况下两台盾构机并行穿越江堤全过程中的江堤和抗滑桩变形规律.研究表明：盾构穿越江堤过程中,堤顶土体受扰动最严重;MJS加固能有效分担滑坡推力、控制土体与抗滑桩的变形.     

3-SPS/PPS并联机构运动学分析

为了实现一种空间上三维转动和两维平移的运动形式,提出了一种3-SPS/PPS为构型的五自由度并联机构,该机构的驱动支链为SPS支链,约束支链为PPS支链.应用螺旋理论对3-SPS/PPS并联机构的支链进行了理论分析,对并联机构的自由度进行计算,求出了并联机构位置方程的表达式.通过三维建模软件建立了3-SPS/PPS并联...     

掘进机纵向截割头的运动学分析及简化计算

针对掘进机纵向截割头的不同工作状态，讨论了运动的简化问题，揭示了截割头各工况时的运动过程及速度变化规律，找出了各种情况下磨损最快的截齿在截割头上所处的位置。这对规划截割头的最佳截割路线、提高截割效率和掘进速度，都具有十分重要的意义。     

4足机器人腿部机构运动学分析及步态规划

为提高足式机器人的承载能力与运行稳定性,提出了一种基于3UPR并联机构的4足机器人,并对其运动性能进行分析.运用螺旋理论对该机构进行自由度分析,通过位置反解模型对机器人腿部机构进行运动学分析,得到驱动进给量和驱动速度.通过ADAMS仿真与理论计算结果的数据对比,验证模型建立的正确性.通过求解速度雅克比矩阵对机构进行奇异性分析.根据单腿的运动轨迹,对机器人进行对角步态规划.结果表明该机构具有X、Z方向转动和Y方向移动的3个自由度.该机构不存在奇异位置,且具有良好的运动性能.步态仿真结果表明,机器人可以在平地上实现平稳运动,前进速度达到135 mm/s.     

盾构机管片拼装微调机构动力学分析

为了研究拼管作业时盾构机管片拼装微调机构驱动油缸的推力,分析了微调机构在偏转和俯仰运动下的动力学特性。首先,对简化的管片拼装微调机构平台角度与驱动油缸行程的关系进行研究,并利用Matlab Simscape模块对机构进行建模仿真,得到指定运动轨迹下2个驱动油缸的驱动力;接着,利用ADAMS（automatic dynamic analysis of mechanical systems）对机构进行动力学仿真,验证所搭建模型的正确性;最后,利用ADAMS对机构进行带载工况下的动力学仿真,得到2个油缸的最大推力。结果表明,管片拼装微调机构在以幅值为0.035 rad、角频率为1 rad·s^-1的正弦函数进行俯仰和偏转运动时2个油缸的最大推力分别为 8 998.47 N和6 390.48 N。     

盾构法隧道预制混凝土管片弯曲试验台的研制与应用

针对济南黄河盾构法隧道预制混凝土管片抗弯性能检验的基本要求,在现有试验台的基础上,提出了一种新型拉杆式内力自平衡弯曲试验台,并确定了试验台的结构构造细节和设计参数。通过简化计算和采用软件模拟分析,表明试验台整体和局部的强度、刚度和稳定性可以满足最大加载要求。经过试验应用表明,新型拉杆式内力自平衡弯曲试验台结构构造简单、安装方便、传力明确、成本较低,具有足够的安全性,可以满足预制混凝土管片抗弯性能的检验要求。     

新建盾构隧道下穿既有隧道剪切错台变形计算

采用剪切错台模型,研究新建盾构隧道正交下穿对上方既有地铁盾构隧道的影响.考虑新建隧道下穿时刀盘附加推力、盾壳摩擦力以及注浆附加压力在既有隧道轴线处产生的附加应力,将既有地铁盾构隧道简化为由剪切弹簧连接的弹性地基短梁,运用最小势能原理并采用合理的位移试函数,建立计算方程来求解既有隧道的竖向位移值、盾构环之间的错台量、环间剪切力值以及这三者随着新建隧道掘进的三维变化过程.研究结果表明:用剪切错台模型和最小势能原理计算得到的既有盾构隧道竖向位移值与实测值较为吻合;既有盾构隧道竖向位移最大值处的隧道错台量接近0,在竖向位移曲线的反弯点处隧道错台量和环间剪切力值最大;随着新建隧道的掘进,既有隧道的竖向位移、错台量和环间剪力值不断增大,最后趋于稳定.     

关于空间RSS＇R机构的运动分析

针对方向余弦矩阵法有关坐标系的选择问题提出一种改进意见．从而使概念更加清晰．便于对连杆进行速度和加速度分析及机构的动力平衡研究．     

横轴式截割头截割过程的运动学仿真

分析横轴式截割头摆动截割时截齿的运动轨迹,建立了其几何模型和运动方程。在此基础上,编制了计算机程序,对该型截割头的运动学特征进行了仿真研究。     

盾构下穿已建隧道施工参数分析及监测

探讨了盾构下穿已建隧道全过程下土仓压力、同步注浆压力及注浆量、顶力及推进速度等盾构参数变化,并详细分析了已建隧道变形.结论为：前3个参数是已建隧道变形的主要影响因素,为控制性指标;通过监测反馈,土仓压力建议为静止土压力的1.5～1.8倍,且小于主动土压力;同步注浆压力应控制在地层土压力范围内,注浆量应为盾尾间隙的1.4～1.8倍;推进速度要保持在均匀低速状态,以减小对周围土体的扰动和控制长期变形.     

6R机器人运动学分析及奇异处理研究

针对机器人逆运动学过程中存在运算复杂、多组解的选取问题,提出了一种6R机器人逆运动学的几何方法.在求解的推导过程中,采用几何法与双变量正切函数相结合避免了失解,针对有多组逆解的情况,采用"插补连续性"的最短路径与最优标志设置准则相结合选取一组最优解,同时考虑奇异位的避让,满足实际工程中的需要,在公司生产的多款机器人中获得了成熟应用.