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面向酒盒生产线的多模式码垛机器人构型设计及尺度优化
1
作者 李航 李瑞琴 +2 位作者 张磊 刘娟 程月琳 《包装工程》 北大核心 2025年第3期158-168,共11页
目的针对白酒酒盒生产线后端码垛任务中的单点重复任务及多点灵活任务,提出了一种多模式混联码垛机器人机构。方法对酒盒生产线中常见的码垛模式进行分析,提出了码垛机器人机构的拓扑结构,通过锁定变胞方法实现了机构由2自由度模式向多... 目的针对白酒酒盒生产线后端码垛任务中的单点重复任务及多点灵活任务,提出了一种多模式混联码垛机器人机构。方法对酒盒生产线中常见的码垛模式进行分析,提出了码垛机器人机构的拓扑结构,通过锁定变胞方法实现了机构由2自由度模式向多种不同轨迹的单自由度模式的变换,并对机构的多种模式进行了运动学分析及尺度优化。结果该机构在多种模式下的运动方程均符合码垛机器人实际任务要求,且通过尺度综合优化了机构的结构尺寸。结论设计的多模式混联码垛机器人机构能够适应实际码垛任务中多变的作业轨迹需求,验证了锁定变胞方法在码垛机器人机构设计中的可行性和有效性。 展开更多
关键词 酒盒生产线 码垛机器人 锁定变胞方法 构型设计 尺度优化 运动学分析
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基于在轨组装维护的多载荷协同观测卫星平台构型设计
2
作者 赵鑫光 冯彦军 +2 位作者 杜冬 肖亚开 张栖诚 《上海航天（中英文）》 CSCD 2024年第2期121-129,144,共10页
针对高轨遥感卫星多载荷协同观测和一致测量应用需求,在前期总体技术方案研究的基础上,通过开展现有在轨组装航天器和高轨卫星公用平台的构型调研,提出了一种适用于多载荷协同观测需求的平台构型设计方案。平台利用CZ-5运载火箭发射并... 针对高轨遥感卫星多载荷协同观测和一致测量应用需求,在前期总体技术方案研究的基础上,通过开展现有在轨组装航天器和高轨卫星公用平台的构型调研,提出了一种适用于多载荷协同观测需求的平台构型设计方案。平台利用CZ-5运载火箭发射并在轨展开,采用“网格式中心承力筒+板+桁架”式的总体构型,开展了主传力路径、贮箱承载结构、网格式中心承力筒等的细化设计工作,并进行了结构产品的初步设计,建立了平台结构整星的有限元模型。仿真分析表明:平台结构整星的各向一阶频率均能满足运载火箭的频率要求。基于标准化、通用化的平台接口设计,使其具备可扩展及可维修的能力,大大提升了平台鲁棒性。基于全网格筒的主承力设计,增强平台结构承载能力,并改善平台内部热环境。该设计方案可为基于在轨组装维护的高轨遥感大平台结构的设计提供有价值的参考。 展开更多
关键词 在轨组装维护 遥感卫星 网格式中心承力筒 模块桁架 构型设计
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异构多星电磁编队静态构型设计与保持控制
3
作者 蔡曜 杨盛庆 吴敬玉 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期376-388,共13页
针对异构多星电磁编队的空间静态构型设计,提出采用精确电磁力模型进行非线性修正的方法,解决了传统方法中由远场电磁力模型造成的构型求解误差问题。考虑编队静态构型设计存在待优化参数较多的问题,基于轨道相对运动方程与电磁力内力特... 针对异构多星电磁编队的空间静态构型设计,提出采用精确电磁力模型进行非线性修正的方法,解决了传统方法中由远场电磁力模型造成的构型求解误差问题。考虑编队静态构型设计存在待优化参数较多的问题,基于轨道相对运动方程与电磁力内力特性,可以推导一组关于编队各星质量与空间分布的静态构型必要条件,提出了一种参数降维的四面体构型设计方法,并基于所建精确电磁力模型,对静态构型解进行了非线性修正。针对编队闭环控制问题,设计了包含摄动前馈的滑模控制器,并使用精确电磁力模型修正磁矩,提高了磁矩分配的准确性。仿真结果表明,设计的四面体构型能够满足力和力矩平衡方程,基于精确电磁力模型的修正方法有效提升了构型设计与控制精度。 展开更多
关键词 卫星编队 异构电磁编队 四面体构型 静态构型设计 精确电磁力
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基于多目标蚁狮优化算法的月球InSAR卫星编队构型设计
4
作者 舒睿 贾庆贤 +1 位作者 于丹 杜耀珂 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期3128-3138,共11页
本文研究了月球干涉合成孔径雷达(interferometric synthetic aperture radar,InSAR)卫星编队构型设计问题。首先,建立了基于相对偏心率/相对倾角(eccentricity/inclination,E/I)矢量的月球InSAR卫星相对动力学模型。然后,研究了月球轨... 本文研究了月球干涉合成孔径雷达(interferometric synthetic aperture radar,InSAR)卫星编队构型设计问题。首先,建立了基于相对偏心率/相对倾角(eccentricity/inclination,E/I)矢量的月球InSAR卫星相对动力学模型。然后,研究了月球轨道摄动环境下的编队飞行长期稳定飞行条件。进一步,以相对测高精度和模糊高度为优化指标,同时考虑星间安全性,给出了月球InSAR卫星编队构型优化的目标函数。针对现有的研究方法难以解决构型设计的多目标问题,应用改进多目标蚁狮优化算法实现了月球InSAR卫星编队构型设计。仿真结果表明,其在基线使用率方面更优,从而验证了所提算法的适应性和有效性。 展开更多
关键词 月球InSAR卫星编队 构型设计 蚁狮优化算法
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一种刚柔耦合模块化月球科考站的构型设计与分析
5
作者 黄鑫 宋嘉乐 +4 位作者 朱一鸣 曾可意 余双 梁宁 李欣 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第17期7438-7447,共10页
月球探测是中国的战略性项目,其最后一步也是最关键的一步就是月球科考站的建设。为了能给月球科考站的建设提供一些经验,针对月球科考站的建设问题,提出了一种刚柔耦合的充气式展开的月球科考站构型设计方案,并介绍了各层的设计用途及... 月球探测是中国的战略性项目,其最后一步也是最关键的一步就是月球科考站的建设。为了能给月球科考站的建设提供一些经验,针对月球科考站的建设问题,提出了一种刚柔耦合的充气式展开的月球科考站构型设计方案,并介绍了各层的设计用途及其功能。采用有限元软件ABAQUS进行仿真分析,研究了提出的科考站构型在月面上无月震影响下的静载工况,以及有月震影响下的动载工况的工作情况。结果表明:所提出的科考站各层结构在这两种工况下都能维持较好的力学性能,说明所提出的科考站构型具有较好的可行性,可以为相关领域的工程设计提供一些参考。 展开更多
关键词 月球科考站 构型设计 功能分析 有限元分析
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输油气管道异型B型套筒构型设计及优化研究
6
作者 惠文颖 张晓春 赵欢霞 《石油工业技术监督》 2024年第11期10-14,共5页
为确定输油气管道异型B型套筒可修复缺陷的合理尺寸范围,并确定B型套筒的最佳结构参数方案,采用有限元方法,针对Φ508 mm管道建立了4种异型套筒构型。采用数值模拟方法验证不同构型设计的适用性,并基于应力分析结果给出了异型B型套筒优... 为确定输油气管道异型B型套筒可修复缺陷的合理尺寸范围,并确定B型套筒的最佳结构参数方案,采用有限元方法,针对Φ508 mm管道建立了4种异型套筒构型。采用数值模拟方法验证不同构型设计的适用性,并基于应力分析结果给出了异型B型套筒优选方案。结果表明,直线导角型和椭圆曲线型异型套筒应力分布结果最优,考虑到加工精度及参数检测难度,优先推荐直线导角型异型套筒的工程应用。 展开更多
关键词 输油气管道 异型B型套筒 构型设计 应力分析
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机械制图组合体的构型设计研究与实践
7
作者 周云典 《现代农村科技》 2024年第4期148-148,共1页
构型设计在机械制图组合体教学中起着重要作用,本文介绍了组合体构型设计的基本方法以及课堂教学中的组合体构型设计的教学实践。
关键词 机械制图组合体 构型设计 教学
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基于筋板式基结构的大口径空间反射镜构型设计的拓扑优化方法 被引量：40
8
作者 刘书田 胡瑞 +2 位作者 周平 董志刚 康仁科 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1803-1810,共8页
针对大口径空间光学反射镜对轻量化的需求,提出了基于筋板式基结构的大口径空间反射镜构型设计的拓扑优化方法。该方法利用基结构拓扑优化的思想,将反射镜初始设计域限定为筋板式的反射镜基结构,通过各筋板的有无描述结构构型的变化。首... 针对大口径空间光学反射镜对轻量化的需求,提出了基于筋板式基结构的大口径空间反射镜构型设计的拓扑优化方法。该方法利用基结构拓扑优化的思想,将反射镜初始设计域限定为筋板式的反射镜基结构,通过各筋板的有无描述结构构型的变化。首先,借鉴连续体结构拓扑优化的思想,以壳单元离散筋板结构,以加筋板各单元的相对密度为设计变量(通过相对密度取1或0,描述该单元所在区域的筋板是否存在),以光轴竖直工况下镜面面形误差为设计约束,镜体的质量最小为优化目标,建立了镜体结构构型设计的拓扑优化模型;然后,以拓扑优化所得构型为基础,提取并形成结构概念构型;最后,采用有限元法进行动静刚度分析与光学性能分析,并对结构进行修正,形成性能更好、满足要求的反射镜轻量化结构创新构型。文中的设计实例得到的反射镜镜面面形误差PV值小于λ/10,RMS值小于λ/40,第一阶自振频率大于1 000Hz,轻量化率达到86.0%。得到的结果验证了本文方法的有效性。 展开更多
关键词 大口径空间望远镜 反射镜 构型设计 轻量化设计 拓扑优化 筋板式基结构
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并联机器人机构新构型设计的探讨 被引量：33
9
作者 刘辛军 汪劲松 +3 位作者 高峰 王立平 王启明 李剑锋 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第12期1339-1342,共4页
主要探讨并联机构的新构型 ,针对现存并联机器人机构的种类、分布特点和技术不足以及应用需求 ,提出一种新型的把空间移动和转动结合起来的 3自由度完全并联机构构型 ,并分析了它的设计思想。该并联机构可广泛应用在工业机器人、飞行模... 主要探讨并联机构的新构型 ,针对现存并联机器人机构的种类、分布特点和技术不足以及应用需求 ,提出一种新型的把空间移动和转动结合起来的 3自由度完全并联机构构型 ,并分析了它的设计思想。该并联机构可广泛应用在工业机器人、飞行模拟器、微动机器人和并联机床等领域。 展开更多
关键词 并联机器人 机构自由度 运动特性 构型设计
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六自由度串并联机械手的构型设计与运动学分析 被引量：21
10
作者 崔国华 张艳伟 +1 位作者 张英爽 吴海淼 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期155-159,共5页
根据串、并联机器人机构综合理论,以二移动一转动串联机构和三转动自由度并联机构为主体,设计了1种能够实现空间平移、回转、升降、仰俯、横摇和偏转动作的六自由度串并联机构。通过对该机构进行分析研究,建立其运动学位姿方程,重点探... 根据串、并联机器人机构综合理论,以二移动一转动串联机构和三转动自由度并联机构为主体,设计了1种能够实现空间平移、回转、升降、仰俯、横摇和偏转动作的六自由度串并联机构。通过对该机构进行分析研究,建立其运动学位姿方程,重点探讨了并联微调机构的运动学模型,建立了其位置逆解与速度映射解析方程,运用MATLAB软件对该机构进行了运动学仿真分析;同时提供了该串并联机构应用于隧道管片拼装机械手的具体实例。该机构具有工作空间大、转动灵活、稳定平衡、精度高及承载能力强的特点,可推广应用于农业种植采摘、林木伐运等机器人结构上。 展开更多
关键词 自由度 机械手 运动学 构型设计 仿真
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面向任务的可重构模块化机器人构型设计 被引量：18
11
作者 吴文强 管贻生 +3 位作者 朱海飞 苏满佳 李怀珠 周雪峰 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期93-98,共6页
为解决可重构模块化机器人在应用时如何找到合适的构型来满足特定任务的问题,提出一种面向任务的可重构模块化机器人构型多目标优化方法.讨论该模块化机器人系统的基本结构,包括主要的模块和控制系统的组成结构;在任务描述的基础上,给... 为解决可重构模块化机器人在应用时如何找到合适的构型来满足特定任务的问题,提出一种面向任务的可重构模块化机器人构型多目标优化方法.讨论该模块化机器人系统的基本结构,包括主要的模块和控制系统的组成结构;在任务描述的基础上,给出模块化机器人构型设计的优化模型和流程;针对特定的攀爬任务和操作任务,对模块化机器人的构型进行优化设计.仿真验证了该方法的可行性和有效性.该方法具有面向任务和多目标优化等特点,涵盖了自由度、可达性、耗能等多方面的性能优化,适用于模块化机器人的构型设计. 展开更多
关键词 面向任务 模块化 可重构机器人 构型设计 遗传算法
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基于创新性构型设计的工程图学教学体系研究 被引量：42
12
作者 熊志勇 罗志成 +4 位作者 陈锦昌 姜立军 邓学雄 刘林 陈炽坤 《图学学报》 CSCD 北大核心 2012年第2期108-112,共5页
构型设计作为空间想象和创造性思维训练的重要载体对培养学生创新思维能力具有重要作用。论文在探讨国内外工程图学教研情况基础上,构建了以构型设计为主线,突出学生创新思维能力培养的基于创新性构型设计的工程图学新课程体系。并从教... 构型设计作为空间想象和创造性思维训练的重要载体对培养学生创新思维能力具有重要作用。论文在探讨国内外工程图学教研情况基础上,构建了以构型设计为主线,突出学生创新思维能力培养的基于创新性构型设计的工程图学新课程体系。并从教学改革目标、教学改革内容和教学实践三方面进行了深入阐述。教学实践表明,该课程体系能很好地培养学生的形体构型设计创新思维能力。 展开更多
关键词 工程图学 教学改革 构型设计 创新思维
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基于构型设计的工程图学教学体系的探讨 被引量：34
13
作者 陈锦昌 陈炽坤 +1 位作者 邓学雄 刘林 《工程图学学报》 CSCD 北大核心 2006年第5期130-132,共3页
工程图学思维方式的培养是学生工程图学素质教育的核心,形体的构型设计是工程图学思维方式培养的重要方法。基于构型设计的工程图学课程教学体系是不同于目前国内一般工程图学课程的一个教学体系。针对这一教学体系,提出了基于构型设计... 工程图学思维方式的培养是学生工程图学素质教育的核心,形体的构型设计是工程图学思维方式培养的重要方法。基于构型设计的工程图学课程教学体系是不同于目前国内一般工程图学课程的一个教学体系。针对这一教学体系,提出了基于构型设计的工程图学课程教学体系的教学目标、教学理念,同时就教学体系的构成进行了研讨,指出了这一教学体系在培养学生创新素质上是有效的。 展开更多
关键词 工程图学 构型设计 课程体系 素质教育
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空间转动型3-SPS/S并联机器人的构型设计分析 被引量：10
14
作者 崔国华 张艳伟 +1 位作者 张英爽 郝万军 《吉林大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第S1期200-205,共6页
根据盾构管片安装机器人拼装隧道管片时位姿调整的需要,运用系统枚举法构造了空间纯转动型3-SPS/S并联机构作为管片安装机器人的位姿调整机构,在对该机构进行位置、速度求解的基础上建立了机构的雅可比矩阵,提出并采用可操作度指标对机... 根据盾构管片安装机器人拼装隧道管片时位姿调整的需要,运用系统枚举法构造了空间纯转动型3-SPS/S并联机构作为管片安装机器人的位姿调整机构,在对该机构进行位置、速度求解的基础上建立了机构的雅可比矩阵,提出并采用可操作度指标对机构的运动特性进行了分析研究。结果表明,该三维转动型并联机构能够实现管片姿态调整的运动要求,具有良好的可操纵性。 展开更多
关键词 仪器仪表技术 盾构管片安装机器人 并联机构 构型设计 雅可比矩阵 奇异形位
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地震搜救机器人构型设计综述 被引量：19
15
作者 王鹏 李鑫 江文浩 《哈尔滨理工大学学报》 CAS 2012年第1期15-19,共5页
针对地震搜救机器人在灾难救援工作中的运动特征,系统的总结了搜救机器人构型设计的研究现状.通过对足式、轮式和履带式地震搜救机器人的代表性结构设计比较,分析其在地震搜救工作中的地形适应性和移动平稳性,并提出今后地震搜救机器人... 针对地震搜救机器人在灾难救援工作中的运动特征,系统的总结了搜救机器人构型设计的研究现状.通过对足式、轮式和履带式地震搜救机器人的代表性结构设计比较,分析其在地震搜救工作中的地形适应性和移动平稳性,并提出今后地震搜救机器人的设计趋势. 展开更多
关键词 地震灾难 搜救机器人 构型设计 运动特征 移动平稳性
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姿轨一体化控制航天器推力器构型设计 被引量：9
16
作者 唐生勇 张世杰 +1 位作者 张育林 陈闽 《航天控制》 CSCD 北大核心 2010年第3期20-23,28,共5页
推力器构型设计作为航天器控制系统设计的一部分,它确定各推力器在航天器上的空间方位。本文针对航天器姿态与轨道一体化控制系统进行冗余推力器构型设计,期望设计出一套姿态与轨道控制系统共用的推力器配置来实现姿态与轨道的一体化控... 推力器构型设计作为航天器控制系统设计的一部分,它确定各推力器在航天器上的空间方位。本文针对航天器姿态与轨道一体化控制系统进行冗余推力器构型设计,期望设计出一套姿态与轨道控制系统共用的推力器配置来实现姿态与轨道的一体化控制。文章首先分析了推力器构型设计的任务与约束条件,再分别设计各推力器的安装位置与推力方向,并得出了确保力矩幅值最大时推力器2个安装角的约束条件。仿真算例验证了该推力器配置方案的可行性。 展开更多
关键词 航天器 一体化控制 推力器 构型设计
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偏馈式构架反射器构型设计与展开协调性分析 被引量：7
17
作者 黄志荣 宋燕平 +2 位作者 郑士昆 朱佳龙 宋剑鸣 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2016年第11期1791-1796,共6页
针对偏馈式构架天线应用需求,提出一种侧边约束的构架反射器实现方案。结合构架反射器曲面六边形几何特点,进行了反射器整体几何构型设计,并采用局部坐标法完成了桁架零部件的具体构型设计,形成系统的偏馈式构架反射器构型设计方法。根... 针对偏馈式构架天线应用需求,提出一种侧边约束的构架反射器实现方案。结合构架反射器曲面六边形几何特点,进行了反射器整体几何构型设计,并采用局部坐标法完成了桁架零部件的具体构型设计,形成系统的偏馈式构架反射器构型设计方法。根据某型号天线具体参数要求,完成了5.5 m偏馈式构架反射器样机构型设计;通过仿真分析和地面试验对样机展开协调性进行研究,进一步论证了所提出反射器构型设计方法的正确性。 展开更多
关键词 偏馈式天线 构架反射器 构型设计 展开协调性
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卫星编队构型设计与轨道机动算法优化 被引量：4
18
作者 夏红伟 李莉 +3 位作者 曲耀斌 贾大玲 周利均 王常虹 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第2期186-191,共6页
卫星编队与轨道机动是完成在轨监视与捕获等空间任务的关键技术。针对追踪航天器在相对目标航天器的绕飞过程中特殊构型的编队飞行问题,提出了三种特殊的编队构型机动方案;针对近距离轨道逼近问题,分析了同平面轨道变轨策略和轨道转移... 卫星编队与轨道机动是完成在轨监视与捕获等空间任务的关键技术。针对追踪航天器在相对目标航天器的绕飞过程中特殊构型的编队飞行问题,提出了三种特殊的编队构型机动方案;针对近距离轨道逼近问题,分析了同平面轨道变轨策略和轨道转移能耗最优化问题,在此基础上给出了三脉冲升降轨机动方法,并可以根据需要将其扩展为N脉冲机动。以目标星运行轨道高度780 km为例进行仿真分析,结果表明平行四边形编队中追踪星在各交点处完成变轨所需的速度脉冲向量分别为0.1172m/s、0.1843 m/s,而花形编队和菱形编队中追踪星在各交点处完成变轨所需的速度脉冲向量均为0.1978m/s,从而验证了所提出方法的有效性。 展开更多
关键词 卫星编队 构型设计 轨道机动 优化
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编队飞行星座相对运动的运动学描述与编队构型设计 被引量：6
19
作者 张娟 和兴锁 +1 位作者 李亮 邓峰岩 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期280-283,共4页
分别以纬度幅角和平近点角、平纬度幅角及偏近点角为变量,推导了几种简单的编队飞行星座相对运动的运动学模型,这些模型和动力学模型(Hill方程)相一致,但更便于应用。并在此基础上,给出了当编队构型为空间圆形和星下点圆形时进行编队构... 分别以纬度幅角和平近点角、平纬度幅角及偏近点角为变量,推导了几种简单的编队飞行星座相对运动的运动学模型,这些模型和动力学模型(Hill方程)相一致,但更便于应用。并在此基础上,给出了当编队构型为空间圆形和星下点圆形时进行编队构型设计的一种运动学方法,该方法直接给出了星座中各星的轨道根数的计算方法,实例证明该方法简单实用。 展开更多
关键词 编队飞行 相对运动 运动学模型 构型设计
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无过约束少自由度并联机器人构型设计方法 被引量：6
20
作者 黄勇刚 黄茂林 +1 位作者 向成宣 秦大同 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期222-228,共7页
基于约束和集合论的观点研究无过约束、少自由度的并联机器人构型条件,提出无过约束构型设计的系统方法和一般步骤。以三自由度并联机器人为例,详细讨论无过约束构型设计的具体过程,综合出一类新的完全对称无过约束三自由度并联机器人... 基于约束和集合论的观点研究无过约束、少自由度的并联机器人构型条件,提出无过约束构型设计的系统方法和一般步骤。以三自由度并联机器人为例,详细讨论无过约束构型设计的具体过程,综合出一类新的完全对称无过约束三自由度并联机器人。比较过约束结构与无过约束结构的差异。为少自由度并联机器人的构型综合提供了一种新的观点和方法,亦为消除过约束对运动副形位误差的敏感性提供了新的途径。 展开更多
关键词 无过约束 少自由度并联机器人 构型条件 构型设计
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