基于盾构机智能换刀系统的运刀装置研究

目录

1 绪论

1.1 本课题研究的背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国内盾构机智能换刀设备及技术研究现状

1.2.2 国外盾构机智能换刀设备及技术研究现状

1.3 课题的提出及本文研究内容

1.3.1 课题的提出

1.3.2 本文研究内容

1.4 本章小结

2 智能换刀系统运刀装置整体方案设计

2.1 机械臂概述

2.1.1 机械臂的组成

2.1.2 机械臂的分类

2.2 智能换刀系统任务指标分析

2.2.1 盾构机内部空间任务指标分析

2.2.2 末端执行器任务指标分析

2.3 运刀装置自由度及驱动方案分析

2.3.1 运刀装置自由度分析

2.3.2 运刀装置驱动方案分析

2.4 运刀装置的材料选择

2.5 本章小结

3 运刀装置主要机械结构设计

3.1 滚刀固定锁紧结构改造

3.1.1 盘形滚刀安装结构和受力分析

3.1.2 新型滚刀安装结构的设计

3.1.3 新型滚刀安装结构可行性分析

3.2 运刀装置机械臂的结构设计

3.2.1 机械臂的结构设计流程

3.2.2 谐波传动减速器概述

3.2.3 末端执行器的结构设计

3.2.4 腕部关节的结构设计

3.2.5 机械臂伸缩部分的结构设计

3.2.6 大臂的结构设计

3.2.7 旋转底座结构设计

3.3 行走机构的设计

3.3.1 行走机构概述

3.3.2 直线导轨介绍和选型计算

3.4 运刀装置三维模型空间验证

3.5 本章小结

4 基于CAE软件的运刀装置力学特性分析

4.1 基于ANSYS Workbench的静力学分析

4.1.1 新型滚刀安装结构的静力学分析

4.1.2 运刀装置机械臂的静力学分析

4.1.3 行走机构的静力学分析

4.2 基于ANSYS Workbench的模态分析

4.2.1 模态分析理论叙述

4.2.2 ANSYS模态分析实践

4.3 基于ADAMS的刚体动力学分析

4.3.1 运刀装置动力学数学模型

4.3.2 ADAMS刚体动力学仿真

4.4 本章小结

5 运刀装置机械臂的运动学分析与仿真

5.1 运刀装置机械臂位姿的坐标转换

5.1.1 坐标系旋转变换

5.1.2 旋转变换的矩阵表达

5.2 运刀装置机械臂正向运动学

5.2.1 机械臂的D-H约定

5.2.2 运刀装置机械臂D-H的建立

5.2.3 机械臂正向运动学模型建立

5.3 运刀装置机械臂作业空间验证

5.3.1 运刀装置作业空间描述

5.3.2 基于蒙特卡洛法空间求解

5.3.3 运刀装置作业空间仿真

5.4 本章小结

结论与展望

结论

创新点

展望

参考文献

致谢

攻读学位期间取得的学术成果