机构综合大作业(哈尔滨工业大学陶建国授课,变胞机构的介绍)
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哈工大机械设计大作业二————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:大作业计算说明书题目:盘形凸轮轮廓的图解法设计学院:英才学院班号:班学号:6121820510姓名:林海奇日期:2014年9月27日哈尔滨工业大学大作业任务书题目:盘形凸轮轮廓的图解法设计设计原始数据:用图解法设计偏置滚子直动从动盘形凸轮轮廓。
原始数据如表格1(推杆的偏置方向及推杆推程和回程运动规律代号见表下方的注)。
表格错误!不能识别的开关参数。
设计原始数据凸轮角速度ω方向基圆半径r(mm)偏距e(mm)滚子半径rr(mm)推杆运动规律推程回程升程h(mm)推程角φ远休止角sφ回程角'φ近休止角'sφ逆时针50 12 12错误!错误!4513°50°130°50°注:(1)推杆的偏置方向应使机构推程压力角较小。
(2)推杆的运动规律(推程、回程)①——等速运动规律;②——等加速度等减速运动规律;③——余弦加速度运动规律;——正弦加速度运动规律。
设计要求:1. 用A3图纸,按1:1比例绘图。
2. 凸轮理论轮廓线用点划线,实际轮廓线用粗实线。
3. 用虚线画出机架和从动件。
4. 作图过程中用到的线用细实线画。
5. 不校验压力角。
目录1. 设计过程…………………………………………………………………………………1 (1)取比例尺并作基圆(2)作反转运动,量取''00s s φφφφ、、、 ,并等分'00φφ、(3)计算推杆的预期位移 (4)确定理论轮廓线上的点 (5)绘制理论轮廓线 (6)绘制实际轮廓线2. 参考文献 (2)1.设计过程(1)取比例尺并作基圆,比例尺选为1:1,实际基圆半径为基圆半径0r 与滚子半径r r 之和,即62mm 如图1所示。
(2)作反转运动,量取''00s s φφφφ、、、 ,并等分'00φφ、。
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y大作业设计说明书课程名称:机械原理设计题目:凸轮机构院系:机电学院班级:姓名:学号:指导教师:丁刚设计时间:2014.5.29哈尔滨工业大学1.设计题目第31题:升程/mm 升程运动角/。
升程运动规律升程许用压力角/。
回程运动角/。
回程运动规律回程许用压力角/。
远休止角/。
近休止角/。
150 90 等加等减速40 80 余弦加速度70 40 1502.运动方程式及运动线图由题目要求凸轮逆时针旋转(1)确定凸轮机构推杆升程、回程运动方程,并绘制推杆位移、速度、加速度线图。
升程第一段:(0 <φ< pi /4)φ0=pi/2;s1 = 73*φ^2;v1=146*w*φ;a1 = 146*w^2;升程第二段:(pi/4 <φ< pi /2)s2 =90-73*(pi/2-φ)^2;v2=146*w*( pi/2-φ);a2 =-146*w.^2;远休止程:(pi/2 <φ< 10*pi/9)s3 = 90;v3 = 0;a3 = 0;回程:(10*pi/9)< φ< ( 14*pi/9)s4 =45*(1+cos(9/4*(φ-10*pi/9)));v4 =-101.25*w*sin(9/4*(φ-10*pi/9)) ;a4 =-227.8*w^2* cos(9/4*(φ-10*pi/9)); 近休止程:(14*pi/9)< φ < ( 2*pi);s5 =0;v5 =0;a5 =0;1.由上述公式通过编程得到位移、速度、加速度曲线如下:(编程见附录).基圆半径为r0 = (50^2+100^2)0.5=112mm,偏距e = 50mm。
3.凸轮实际轮廓,理论轮廓,基圆,偏距圆绘制4.整体图像附录1.求位移、速度、加速度的程序(matlab)w = input('请输入W=');x = 0:(pi/1000):(pi/4);s1 = 73*x.^2;v1=146*w*x;a1 = 146*w.^2;y = (pi/4):(pi/1000):(pi/2);s2 =90-73*(pi/2-y).^2;v2=146*w*( pi/2-y);a2 =-146*w.^2;z = (pi/2 ):(pi/1000):(10*pi/9);s3 = 90;v3 = 0;a3 = 0;c = (10*pi/9):(pi/1000):( 14*pi/9);s4 =45*(1+cos(9/4*(c-10*pi/9)));v4 =-101.25*w*sin(9/4*( c-10*pi/9)) ;a4 =-227.8*w.^2* cos(9/4*(c-10*pi/9));d=(14*pi/9):(pi/1000):( 2*pi);s5 =0; v5 =0; a5 =0;subplot (2,2,1)plot(x,s1,'b',y,s2,'b',z,s3,'b',c,s4,'b', d,s5,'b');xlabel('转角/rad')ylabel('位移/(mm/s)')title('位移与转角曲线')grid onsubplot (2,2,2)plot(x,v1,'g',y,v2,'g',z,v3,'g ',c,v4,'g', d,v5,'g')ds4 =45*9/4*sin(9/4*(c-10*pi/9));d=(14*pi/9):(pi/1000):( 2*pi);s5 =0;ds5 =0;plot(ds1,s1,'b',ds2,s2,'b',ds3,s3,'b',ds4,s4,'b',ds5,s5,'b'); xlabel('ds/dp');ylabel('(位移s/mm)')title('ds/dp 与位移s曲线')grid onhold onx3=-150:0.001:0;y3 = 0.577*x3;plot (x3,y3,'r');hold onx1=-150:0.001:150;for i=1:1:250;k1=(s1(i+1)-s1(i))/ (ds1(i+1)-ds1(i));if(k1>=-1.733 && k1<=-1.731)y1=k1*(x1-ds1(i))+s1(i);plot (x1,y1,'r');end3.确定滚子半径(1)先求凸轮理论轮廓曲线,程序如下:Clc;clear;w = input('请输入w=');s0 = 100;s = 90;e = 50; x = 0:(pi/100):(pi/4);x1 = (s + s0)*cos(x)-e*sin(x);y1 = (s0 + s)*sin(x) - e*cos(x);y = (pi/4):(pi/100):(pi/2);x2 = (s + s0)*cos(y)-e*sin(y);y2 = (s0 + s)*sin(y) - e*cos(y);z = (pi/2 ):(pi/100):(10*pi/9);x3 = (s + s0)*cos(z)-e*sin(z);y3 = (s0 + s)*sin(z) - e*cos(z);c = (10*pi/9):(pi/1000):( 14*pi/9);x4 = (s + s0)*cos(c)-e*sin(c);y4 = (s0 + s)*sin(c) - e*cos(c);d=(14*pi/9):(pi/1000):( 2*pi);x5 = (s + s0)*cos(d)-e*sin(d);y5 = (s0 + s)*sin(d) - e*cos(d);plot(x1,y1,'b',x2,y2,'b',x3,y3,'b',x4,y4,'b',x5,y5,'b');xlabel('x/mm')ylabel('y/mm')title('理论轮廓曲线')grid on(2)理论轮廓线最小曲率半径编程代码:由下程序结果可知pmin =81.6667这里滚子半径为 r r < pmin-ΔΔ=3~5mm;取r r=10mm;clear;clc;v=[];syms x1 x2 x3 x4 x5s0 = 100;e = 50;s1 = 73*x1.^2;t1 = (s1 + s0)*cos(x1)-e*sin(x1);y1 = (s0 + s1)*sin(x1) - e*cos(x1);tx1=diff(t1,x1);txx1=diff(t1,x1,2);yx1=diff(y1,x1);yxx1=diff(y1,x1,2);for xx1= 0:(pi/100):(pi/4);k1=subs(abs((tx1*yxx1-txx1*yx1)/(tx1^2+yx1^2)^1.5),{x1},{xx1}); v=[v,1/k1];ends2 =90-73*(pi/2-x2).^2;t2 = (s2 + s0)*cos(x2)-e*sin(x2);y2 = (s0 + s2)*sin(x2) - e*cos(x2);tx2=diff(t2,x2);txx2=diff(t2,x2,2);yx2=diff(y2,x2);yxx2=diff(y2,x2,2);for xx2=(pi/4):(pi/100):(pi/2);k2=subs(abs((tx2*yxx2-txx2*yx2)/(tx2^2+yx2^2)^1.5),{x2},{xx2});k4=subs(abs((tx4*yxx4-txx4*yx4)/(tx4^2+yx4^2)^1.5),{x4},{xx4}); v=[v,1/k4];ends5 =0;t5 = (s5 + s0)*cos(x5)-e*sin(x5);y5 = (s0 + s5)*sin(x5) - e*cos(x5);tx5=diff(t5,x5);txx5=diff(t5,x5,2);yx5=diff(y5,x5);yxx5=diff(y5,x5,2);for xx5=(10*pi/9):(pi/100):( 4*pi/3);k5=subs(abs((tx5*yxx5-txx5*yx5)/(tx5^2+yx5^2)^1.5),{x5},{xx5}); v=[v,1/k5];endpmin=min(v)4.绘制凸轮轮廓曲线clear ;clc;syms x y z c dw= input('请输入w=');n3 = diff(x3);m3 = diff(y3);xt3= subs(x3 + (r*m3)./sqrt(m3.^2+n3.^2),z,zz);yt3 = subs(y3 - (r*n3)./sqrt(m3.^2+n3.^2),z,zz);cc= (10*pi/9):(pi/1000):( 14*pi/9);s4 =45*(1+cos(9/4*(c-10*pi/9)));x4 = (s4 + s0).*cos(c)-e*sin(c);y4 = (s0 +s4).*sin(c) - e*cos(c);n4 = diff(x4);m4 = diff(y4);xt4= subs(x4 + (r*m4)./sqrt(m4.^2+n4.^2),c,cc);yt4 =subs( y4 - (r*n4)./sqrt(m4.^2+n4.^2),c,cc);dd=(14*pi/9):(pi/1000):( 2*pi);s5 =0;x5 = (s5 + s0).*cos(d)-e*sin(d);y5 = (s0 +s5).*sin(d) - e*cos(d);n5 = diff(x5);m5 = diff(y5);xt5= subs(x5 + (r*m5)./sqrt(m5.^2+n5.^2),d,dd);yt5 =subs( y5 - (r*n5)./sqrt(m5.^2+n5.^2),d,dd);plot(xt1,yt1,'b',xt2,yt2,'b',xt3,yt3,'b',xt4,yt4,'b',xt5,yt5,'b')for i=1:3601if yy(1,i)<=y0/2s(1,i)=2*h*(yy(i)./y0).^2;v(1,i)=4*h*w*yy(i)./(y0.^2);a(1,i)=4*h*w.^2./(y0.^2);elseif yy(1,i)>y0/2 && yy(1,i)<y0s(1,i)=h-2*h./y0.^2.*(y0-yy(i)).^2;v(1,i)=4*h*w*(y0-yy(i))./(y0.^2);a(1,i)=-4*h*w.^2./(y0.^2);elseif yy(1,i)>=y0 && yy(1,i)<y0+yss(1,i)=h;v(1,i)=0;a(1,i)=0;elseif yy(1,i)>=y0+ys && yy(1,i)<y0+ys+y01s(1,i)=h/2*(1+cos(pi/y01*(yy(1,i)-y0-ys)));v(1,i)=-pi*h*w/2/y01*sin(pi/y01*(yy(1,i)-y0-ys));a(1,i)=-pi^2*h*w^2/2/y01^2*cos(pi/y01*(yy(1,i)-y0-ys)); elseif yy(1,i)>=y0+ys+y01 && yy(1,i)<=360s(1,i)=0;v(1,i)=0;a(1,i)=0;subplot(2,3,5) ;plot(x,y,'r',xt,yt,eex,eey,'g',r0x,r0y,'k')%画图title('实际理论轮廓线')axis equal%使坐标轴比例相等grid on%画网格线。
目录摘要 (2)1变胞机构的提出和目前国内国际发展状况 (2)2 变胞机构的定义及特征 (4)3 变胞机构的分类 (7)4 变胞机构的变胞实现方式 (8)5 变胞机构的应用 (9)5.1 在连杆机构中的应用 (9)5.2 在机器人技术中的应用 (10)5.3 在航天领域的应用 (10)5.4 在制造行业中的应用 (10)5.5 在其他方面的应用 (11)6 应用举例 (11)6.1 3R /4R平面机构 (11)6.2 折叠阵列架 (12)7 变胞机构的机构分析 (14)7.1变胞机构的自由度计算 (14)7.2变胞机构的构态变换 (14)7.3 变胞机构的综合 (15)8 总结 (16)参考文献 (16)摘要:本文首先通过对变胞机构的国内外研究现状的查阅,进而提出了变胞机构的定义以及分类,以及它的本质内涵,对其与其他结构进行了界定。
并且对变胞机构实现变胞的方式做了分类总结,以期对读者在设计变胞机构的时候能有所帮助。
另外,还对变胞的机构的相关应用作了简要的概述。
并且列举了两个例子,以使读者能更好的理解变胞机构。
最后,对于变胞机构的机构分析作了简要的介绍。
关键词: 变胞机构;定义;应用1变胞机构的提出和目前国内国际发展状况]21[我们把能在某瞬时使某些构件发生合并/分离、或出现几何奇异,并使机构有效构件数或自由度发生变化,从而产生新构型的机构称为变胞机构。
变胞机构的某一构型,必然对应特定的有效构件数和自由度,这称为变胞机构的一个构态。
变胞机构具有多个构态,它可按不同的需求,在运动中改变构态,从而提供可变自由度或可变构件数的机构,使机构适应不同任务,应用于不同场合。
变胞机构的研究可以追述到1995年。
这一研究起源于花样叠纸(origami)。
用折纸来研究机构可追述到Candy和Rollett在1952年的研究。
考虑到折痕为铰链,连接纸板为杆件,折纸是最经济也是最快速的方法来快速制造(rapid prototype)一个机构。
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y
哈尔滨工业大学
材料成形工艺大作业
课程名称:材料成形工艺
院系:机电工程学院
班级:
设计者:
学号:
指导教师:
设计时间:
哈尔滨工业大学
材料成型大作业
题目四:
如图所示,锅炉汽包,生产数量5个,材料为16Mn钢,板材规格50×2200×6000钢板制造。
设计要求:确定焊缝布置,确定焊接方法及材料,确定接头形式;确定工艺路线。
图1
1.确定焊缝位置
由图1的要求可以得到要进行焊接的锅炉汽包的各项尺寸,中间圆柱体的高度取6000,那么周长为4712.39,根据板材的尺寸设计成圆柱体,并且由三块钢板焊接而成,钢板规格为50×1570.80×6000。
在圆柱体上分布着三条焊缝。
上、下封头处由两条环焊缝组成,焊缝位置如图2所示。
图2
2.确定焊接方法及材料
考虑到钢板的规格为50×2200×6000,其厚度为50,并且其体积较大,因此选择埋弧焊。
因为所焊接的材料16Mn钢为低合金结构钢,所以选用与焊件成分相同的焊丝和熔炼焊剂。
又考虑到板厚超过20,则应该使用双面焊进行焊接,由于所焊接的工件的直径大于250,则筒体选择埋弧焊进行焊接。
3.确定接头形式
易熔座与筒体的焊缝采用不开坡口的角焊缝。
由于锅炉为压力容器,且内部有可燃性物质,为保证质量,筒体上2条环形焊缝和3条纵焊缝均采用I型接头双面焊。
4.确定工艺路线。
现代商贸工业Modern Business Trade Industry2024年第2期基金项目:山东省社会科学规划研究项目(22CSDJ03);山东省自然科学基金项目(ZR2023QG010);哈尔滨工业大学研究生教育教学改革研究项目(23MS011)㊂专业特色和人才培养目标,编订适合专业需求的课程思政教材㊂扭转当前脱离教材的现状,专业教师须吃透教材,才能更加敏锐地发掘教材中本身蕴含的思政资源,亦有利于协同备课,实现课程资源的共享共建与优化整合㊂打造专业课程思政示范课程,不断扩大精品课程辐射带动作用㊂构建专业课程思政资源库,拓宽资源开发途径,开启教师个人资源库搭建㊁师生互动㊁校际与校企间的互通共享功能,注重对资源库的管理与实时更新,不断丰富资源,一定程度上解决资源分散㊁隐蔽的问题,有助于专业教师减少资源开发时间成本,有助于专业课程思政建设的推动和专业教学质量的提升㊂三是推进思政元素与专业课程教育教学的渗透融合㊂在教学过程中,专业教师要进行学情㊁岗位分析,厘清专业知识㊁技能岗位和思政元素的关联,在融合上下足功夫,运用好 生成式 嵌入式 迁移式 体悟式 等融入方法,做好课程思政的教学设计,恰到好处地借助案例分析㊁实践锻炼等教学方法,引发学生情感共鸣,引导学生塑造正确的世界观㊁人生观㊁价值观,培养良好的职业素养㊂3.3㊀强化顶层设计,完善一体化协同育人机制一是加强高职院校党委对课程思政建设的全面领导㊂党委要从学校发展的战略高度对课程思政进行整体规划,立足大思政育人格局,聚焦职业院校人才培养体系建设,建立健全自上而下统筹运作的领导机制,按照 党委统一领导㊁党政齐抓共管㊁各职能部门联动㊁二级学院落实推进 的建设思路明确各级党组织㊁各育人主体的具体责任,加强资源整合,推动课程思政落实到专业建设㊁课堂教学㊁科研㊁人才培养规划等各项工作中㊂二是完善协同育人机制㊂专业课程思政建设需要各部门协同并进㊁互联互通,探索构建教学㊁管理与服务工作一体化长效机制,有利于育人环境的营造,资源的高效整合和育人合力的凝聚㊂尤其要完善沟通交流常态化机制,最大限度地畅通渠道,推进专业教师间及与专业负责人㊁企业兼职教师㊁思政教师㊁辅导员㊁学生的互动交流,拓展校校㊁校企合作交流,实现课程思政资源库的动态优化与共建共享㊂三是完善考核评价与激励机制㊂综合考虑专业课教师的教学态度㊁教学内容设计㊁教学方式方法㊁教学特色㊁教学成效㊁教学研究成果㊁教学团队等多个评价要素,建立多元化考核评价体系,发挥管理者㊁教师㊁学生等主体评价作用,对课堂教学进行定性或定量的评估和监督㊂同时完善课程思政绩效评价激励机制,提高专业教师课程思政教学业绩在职称评聘㊁绩效津贴㊁评优评先㊁岗位晋级中的比重,加大先进典型㊁教学名师宣传力度,充分调动专业教师参与课程思政教育教学与科研的积极性㊁主动性㊂参考文献[1]习近平.把思想政治工作贯穿教育教学全过程开创我国高等教育事业发展新局面[N ].人民日报,2016-12-9(001).[2]习近平.坚持中国特色社会主义教育发展道路培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人[N ].人民日报,2018-09-11(001).[3]袁峰龙.高校推进 课程思政 的现实困境及建设路径研究[D ].成都:成都理工大学,2021.[4]占建青.念好高职课程思政的 融 字诀[N ].中国教育报,2022-11-29(5).基于模块化的创新创业课程体系构建研究吴伟伟1㊀刘业鑫2㊀李晓莉1(1.哈尔滨工业大学经济与管理学院,黑龙江哈尔滨150001;2.哈尔滨工业大学(威海)经济管理学院,山东威海264209)摘㊀要:创新创业教育是落实创新驱动发展战略的重要手段,而创新创业课程体系对创新创业教育的有效性具有重要影响㊂本文在对创新创业教育和创新创业课程进行综述的基础上,构建了包括基础课程㊁专业课程㊁实践课程和特色课程4个模块的模块化的创新创业课程体系,并从建立有效的创新创业教育效果评估指标㊁优化创新创业教育师资队伍㊁搭建创新创业教育实训基地和建立完善创新创业激励机制4个方面提出了促进模块化创新创业课程体系有效实施的保障措施㊂关键词:创新创业教育;创新创业课程;课程体系中图分类号:G4㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀㊀㊀㊀doi:10.19311/ki.1672-3198.2024.02.0761㊀文献综述基于对创新创业重要性的认识,学者们对创新创业教育和创新创业课程开展了大量研究㊂在创新创业教育方面,学者们主要对创业创新教育的内涵㊁路径㊁模式㊃822㊃2024年第2期现代商贸工业Modern Business Trade Industry和评价进行了探讨㊂如石丽和李吉桢(2021)认为创新创业教育并不是创新教育和创业教育的简单叠加㊂王敬国(2021)指出需要从目标体系㊁协同机制㊁课程体系㊁师资队伍和评价体系等路径出发,才能构建出符合时代要求的创新创业教育,不断提高创新创业教育的效果㊂祁昊宇和刘世通(2022)认为数字经济时代,需要形成以大数据技术为依托的创新创业教育模式,才能更好地实现创新创业教育的目标㊂黄兆信和黄扬杰(2019)对全国1231所高等学校的师生展开了问卷调查,通过对201034份问卷的分析发现影响创新创业教育质量的最主要的因素是组织领导㊂为了将创新创业教育的内涵㊁路径㊁模式和评价转化为具体的效果,学者们开始对创新创业课程展开了研究,主要从课程体系和教学实践两个方面展开㊂在课程体系方面,向海燕(2020)认为创新创业教育的课程体系由三部分构成,分别是理论课程㊁实训课程和实战课程㊂胡剑锋和江泳(2016)将创新创业的课程体系简化为两类课程,即理论课和实践课㊂其中,理论课包括文化艺术和自然通识课㊁创新通识课和创业通识课等课程;实践课包括项目实践课和竞赛实践课等课程㊂在教学实践方面,李文和夏丽娟(2022)基于创新创业课程的特点,构建了创新创业课程的考核和评价方法,提出了针对创新创业课程的教学建议㊂曾诚和郭培才(2022)认为创新创业教育最重要的是培育学生敢于创新㊁勇于创业的价值观念和不畏困难㊁开拓创造的精神品质,并基于此目标提出了创新创业课程的SPOC教学模式㊂虽然学者们已经对创新创业教育和创新创业课程开展了大量研究,并取得了丰富的成果㊂但现有研究仍存在不足之处,主要表现在:虽然现有研究已经对创新创业教育课程体系进行了探索,但其构成相对比较简单,不同类别的课程间缺乏分层递进的逻辑关系,且同一类别的课程缺乏系统性和全面性,造成实际教学效果欠佳,影响了创新创业人才的培养质量㊂因此,需要从系统视角出发,构建基于模块化的创新创业课程体系,提升创新创业教育的质量和有效性㊂2㊀基于模块化的创新创业课程体系的构成创新创业课程作为创新创业教育实施的重要载体,其内容设置直接关系创新创业教育的效果㊂基于OBE (Outcome-based Education)理念,课程的内容设置应该以目标导向为原则㊂创新创业教育的目标不仅仅是帮助学生掌握创新创业的基本技能,解决学生的就业问题,更是为了帮助学生形成创新意识和创业精神,为国家和社会培养出更多的具有创新创业素质和潜能的人才㊂基于创新创业教育的目标,创新创业课程体系中,不仅应包括教授创新创业基本知识的基础课程,还应包括面向学生发展需求的个性化特色课程㊂因此,本文构建的模块化创新创业课程体系包括基础课程㊁专业课程㊁实践课程和特色课程4个模块㊂其中,基础课程模块包括创新管理和创业管理两门课程,目的是使学生掌握与创新创业相关的基础知识㊂专业课程模块分为创新类和创业类两大类,目的是在创新创业基础知识的基础上,使学生进一步掌握系统化的创新创业知识㊂在创新类,依据创新实现的过程逻辑,设置创意开发管理㊁新产品开发和商业模式设计与创新等课程;在创业类,依据创业实现的过程逻辑,设置创业思维㊁创业融资与风险投资㊁创业营销和品牌战略与推广等课程㊂实践课程模块目的是使学生掌握有关创新创业的前沿知识和实践技能,帮助学生能够了解创新创业领域的最新发展,还能够将所学到的创新创业知识应用到实际当中,分析和解决现实问题㊂基于此,设置创新与创业前沿㊁创新与创业实践㊁创新创业法律基础等课程㊂特色课程模块主要面向不同学生的个性化需求,针对专业特点,从行业特色出发,使学生掌握未来职业发展所需的创新创业知识,提升学生创新创业的社会适应能力,并激发学生进行创新创业竞赛的主动性㊂基于此,设置数智时代创新创业管理专题㊁特定产业创新与创业专题㊁企业家/学者讲座㊁创新创业竞赛/项目指导等课程㊂基于模块化的创新创业课程体系如表1所示㊂表1㊀基于模块化的创新创业课程体系基础课程创新管理㊀创业管理专业课程创新类创意开发管理新产品开发商业模式设计与创新创业类创业思维创业融资与风险投资创业营销品牌战略与推广实践课程创业与创业前沿创新与创业实践创新创业法律基础特色课程数智时代创新创业管理专题特定产业创新与创业专题企业家/学者讲座创新创业竞赛/项目指导㊀㊀在表1的创新创业课程体系中,不同模块之间相互区别,又存在着递进式的关联关系,共同构成了系统的创新创业知识体系,进而使学生具有创新创业的思维与技能,实现知识-能力-素质-价值的提升㊂不同创新创业课程模块间的关系如图1所示㊂图1㊀不同创新创业课程模块间的关系㊃922㊃现代商贸工业Modern Business Trade Industry2024年第2期3㊀模块化创新创业课程体系实施的保障措施基于所构建的模块化创新创业课程体系,本文从以下4个方面提出实施的保障措施㊂(1)建立有效的创新创业教育效果监测体系㊂创新创业课程不同于一般的课程,其最终目标是使学生具备创新创业的思维,掌握创新创业的技能,提高创新创业的能力㊂因此,需要对学生的创新创业思维㊁技能与能力进行多次评估,比较创新创业教育前㊁创新创业教育中㊁创新创业教育后的不同时点,学生的创新创业思维㊁技能与能力的差异,并根据评估结果,及时对教师进行反馈,使其有针对性地调整课程内容,保证学生在创新创业教育中真正获得提升㊂创新创业课程监测体系示意图如图2所示㊂图2㊀创业创业课程监测体系示意图(2)优化创新创业教育师资队伍㊂不同于以往研究所构建的创新创业课程体系,本文构建的模块化的创新创业课程体系具有实践性和特色性双重特征㊂这不仅要求教师需要有丰富的实践经验,能够向学生提供与创新创业理论知识相对应的创新创业实践技能,还要求教师具有丰富的行业经验,能够根据不同专业的学生特点和需求,有针对性地为其提供未来职业发展所需的创新创业知识与技能㊂这对从事创新创业教育的教师提出了很高的能力和素质要求㊂在这种情况下,优化创新创业教育师资队伍十分必要㊂一方面,创新创业教师要积极参加各种培训,包括课程知识培训和实践技能培训,不断更新自身的知识结构㊂另一方面,可以考虑聘请行业专家和企业高管等作为校外导师,与校内导师一起组建相互融合的创新创业导师团队,提高创新创业教育的质量㊂(3)搭建创新创业教育实训基地㊂创新创业课程实践性的特征要求必须搭建创新创业教育实训基地才能最大程度地发挥创业创新课程体系的效用㊂一方面,学校和学院应充分利用关系网络,积极与各种经济开发区㊁科技园区㊁工业园区㊁科研院所等建立紧密联系,搭建开展创新创业教学和实践活动的基地,使学生能够真正了解行业和企业创新创业的现状,将学到的创新创业理论知识与现实情况紧密结合㊂另一方面,积极创建大学生创新创业园,充分利用大学生创新创业园,对相对成熟的学生的创新创业项目进行孵化,同时在注册审批和资金筹措方面给予支持和帮助,使学生的好成果能够得到及时转化,最终促进学生创新创业意识的萌发和创新创业行为的发生㊂(4)建立完善创新创业激励机制㊂创新创业教育的目的是更好地激发学生开展创新创业活动,而这也离不开创新创业激励机制的支持㊂为此,一方面,要以中国 互联网+ 大学生创新创业大赛㊁ 挑战杯 全国大学生课外学术科技作品竞赛㊁ 挑战杯 中国大学生创业计划大赛等为抓手,对学生制定激励政策,鼓励学生广泛地参与到创新创业竞赛㊂另一方面,将教师指导学生创新创业竞赛作为重要的考核指标,将其与工作量计算㊁教学业绩和岗位聘任等相关联,激发教师参与到指导学生创新创业竞赛的热情㊂对于指导学生创新创业竞赛具有突出成果的教师,还应给予一定的奖励㊂4㊀结语创新创业人才的培养对经济和社会的发展具有重要意义,创新创业人才培养的关键着力点在于创新创业课程的建设㊂因此,如何设置有效的创新创业课程体系是开展创新创业教育的核心问题㊂本文基于模块化思想,从基础课程㊁专业课程㊁实践课程和特色课程4个模块构建了面向创新创业人才培养的创新创业课程体系,从建立有效的创新创业教育效果评估指标㊁优化创新创业教育师资队伍㊁搭建创新创业教育实训基地㊁建立完善创新创业激励机制4个方面提出了模块化创新创业课程体系实施的保障措施㊂期望通过模块化的创新创业课程体系推动创新创业教育的深入开展,最终培养出更多符合经济和社会发展需要的创新创业人才㊂参考文献[1]丁月华,张明丽.高校创新创业教育体系的整体性治理[J ].思想理论教育,2022,37(2):101-106.[2]石丽,李吉桢.高校创新创业教育:内涵,困境与路径优化[J ].黑龙江高教研究,2021,39(2):100-104.[3]王敬国.新时代高校创新创业教育体系的构建路径[J ].中国高等教育,2021,56(18):48-50.[4]祁昊宇,刘世通.基于大数据技术的大学创新创业教育模式改革研究[J ].创新创业理论研究与实践,2022,5(20):138-140.[5]黄兆信,黄扬杰.创新创业教育质量评价探新 来自全国1231所高等学校的实证研究[J ].教育研究,2019,40(7):91-101.㊃032㊃。
哈工大机械原理大作业-凸轮机构设计(第3题)(共15页)-本页仅作为预览文档封面,使用时请删除本页-机械原理大作业二课程名称:机械原理设计题目:凸轮设计院系:机电学院班级: 1208103完成者: xxxxxxx学号: xx指导教师:林琳设计时间:工业大学凸轮设计一、设计题目如图所示直动从动件盘形凸轮,其原始参数见表,据此设计该凸轮。
二、凸轮推杆升程、回程运动方程及其线图1 、凸轮推杆升程运动方程(650πϕ≤≤) 升程采用正弦加速度运动规律,故将已知条件mm h 50=,650π=Φ带入正弦加速度运动规律的升程段方程式中得:⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-=512sin 215650ϕππϕS ;⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-=512cos 1601ππωv ; ⎪⎭⎫ ⎝⎛=512sin 14421ϕπωa ; 2、凸轮推杆推程远休止角运动方程(πϕπ≤≤65) mm h s 50==; 0==a v ;3、凸轮推杆回程运动方程(914πϕπ≤≤)回程采用余弦加速度运动规律,故将已知条件mm h 50=,95'0π=Φ,6s π=Φ带入余弦加速度运动规律的回程段方程式中得:⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+=)(59cos 125πϕs ;()πϕω--=59sin451v ; ()πϕω-=59cos 81-a 21;4、凸轮推杆回程近休止角运动方程(πϕπ2914≤≤) 0===a v s ;5、凸轮推杆位移、速度、加速度线图根据以上所列的运动方程,利用matlab 绘制出位移、速度、加速度线图。
①位移线图 编程如下: %用t 代替转角 t=0::5*pi/6;s=50*((6*t)/(5*pi)-1/(2*pi)*sin(12*t/5)); hold on plot(t,s); t=5*pi/6::pi; s=50; hold on plot(t,s); t=pi::14*pi/9;s=25*(1+cos(9*(t-pi)/5));hold onplot(t,s);t=14*pi/9::2*pi;s=0;hold onplot(t,s),xlabel('φ/rad'),ylabel('s/mm'); grid onhold off所得图像为:②速度线图编程如下:%用t代替转角,设凸轮转动角速度为1t=0::5*pi/6;v=60/pi*(1-cos((12*t)/5));hold onplot(t,v);t=5*pi/6::pi;v=0;hold onplot(t,v);t=pi::14*pi/9;v=-45*sin(9*(t-pi)/5);hold onplot(t,v);t=14*pi/9::2*pi;v=0;hold onplot(t,v),xlabel('φ(rad)'),ylabel('v(mm/s)'); grid onhold off所得图像为:③加速度线图利用matlab编程如下:%用t代替转角,设凸轮转动角速度为1t=0::5*pi/6;a=144/pi*sin(12*t/5);hold onplot(t,a);t=5*pi/6::pi;a=0;hold onplot(t,a);t=pi::14*pi/9;a=-81*cos(9*(t-pi)/5);hold onplot(t,a);t=14*pi/9::2*pi; a=0; hold onplot(t,a),xlabel('φ(rad)'),ylabel('a(mm/s^2)'); grid on hold off所得图形:三、绘制s d ds -ϕ线图根据运动方程求得:()⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧≤≤≤≤-≤≤≤≤--=πϕππϕππϕπϕππϕπππϕ2914.0914,59sin 4565,0650),512cos 6060(d ds 利用matlab 编程:%用t 代替φ,a 代替ds/d φ, t=0::5*pi/6;a=-(60/pi-60/pi*cos(12*t/5));s=50*((6*t)/(5*pi)-1/(2*pi)*sin(12*t/5)); hold on plot(a,s); t=5*pi/6::pi; a=0; s=50; hold on plot(a,s); t=pi::14*pi/9;a=45*sin(9*(t-pi)/5); s=25*(1+cos(9*(t-pi)/5)); hold on plot(a,s);t=14*pi/9::2*pi; a=0; s=0; hold onplot(a,s),title('ds/d φ-s'),xlabel('ds/d φ(mm/rad)'),ylabel('s(mm)'); grid on hold off 得s d ds-ϕ图:凸轮压力角的正切值s s e d ds +-=0/tan ϕα,左侧为升程,作与s 轴夹6π角等于升程许用压力角的切界线t t d D ,则在直线上或其左下方取凸轮轴心时,可使[]αα≤,同理右侧回程,作与s 轴夹角等于回程许用压力角3π的切界线''t t d D ,则在直线上或其右下方取凸轮轴心时,可使[]αα≤。
机械原理大作业院系:船舶与海洋工程学院专业:机械设计制造及自动化班级:1413104学号:141310423姓名:田笑哈尔滨工业大学(威海)作业1 连杆机构运动分析1.运动分析题目2.对机构进行结构分析该机构由一级杆组RR(原动件1)、二级杆组RRR(杆2、杆3;杆4、杆5),二级干组RRP(杆6,滑块7)组成。
如图所示:一级杆组:二级杆组RRR(杆2、杆3):- 1 -二级杆组RRR(杆4、杆5):二级杆组RRP(杆6、滑块7):3.建立坐标系建立以A点为坐标原点的坐标系- 2 -- 3 -4.建立组成各基本杆组的运动分析数学模型(1)一级杆组运动分析: 如一级杆组图所示,设AB 杆与X 轴夹角为p,AB 逆时针转动。
位置分析:x _B=x_A+l.*cos(p);y_B=y_A+l.*sin(p); 速度分析:v_Bx=l.*sin(p).*-1.*w; v_By=l.*cos(p)*w;加速度分析:a_Bx=w^2*l.*cos(p).*-1-e*l.*cos(p); a_By=w^2*l.*sin(p).*-1+e*l.*sin(p); (2)二级杆组(RRR 型)运动分析:如二级杆组图(杆2、杆3)所示,设CB 与X 轴夹角为p_2。
角位移分析:d=sqrt((x_D-x_B).^2+(y_D-y_B).^2);b=atan((y_D-y_B)./(x_D-x_B));r=acos((d.^2+l_2^2-l_3^2)./(2*l_2.*d));x_C=x_B-l_2*cos(p_2); y_C=y_B-l_2*sin(p_2); p_2=b+M.*r;p_3=atan((y_C-y_D)./(x_C-x_D));角速度分析:x _D)-y_B)(x _C -(y_C -x _B)-y_D)(x _C -(y_C y_D)-v_By)(y_C -(v_Dy x _D)-v_Bx )(x _C -(v_Dx w_2+=x _D)-y_B)(x _C -(y_C -x _B)-y_D)(x _C -(y_C y_B)-v_By)(y_C -(v_Dy x _B)-v_Bx )(x _C -(v_Dx w_3+=角加速度分析:E=a_Dx-a_Bx+w_2^2*(x_C-x_B)-w_3^2*(x_C-x_D); F=a_Dy-a_By+w_2^2*(y_C-y_B)-w_3^2*(y_C-y_D); y_B)-x _D)(y_C -(x _C -y_D)-x _B)(y_C -(x _C y_D)-F(y_C x _D)-E(x _C e_2 +=y_B)-x _D)(y_C -(x _C -y_D)-x _B)(y_C -(x _C y_B)-F(y_C x _B)-E(x _C e_3 +=5.计算编程及输出结果Matlab 编程作图(具体程序见附录):(1)E 点的轨迹- 4 -0.10.150.20.250.30.350.40.450.50.550.6-0.0500.050.10.150.20.250.3x/mmy /m mE 点的轨迹(2)构件5的角位移、角速度和角加速度角位移:角速度:- 5 - 01234567-15-10-5510θ/radw /r a d /s构件5的角速度角加速度:1234567-100-50050100150200250300θ/radε/r a d /s 2构件5的角加速度附录:%一级杆组运动分析子程序%x_B=x_A+l.*cos(p);y_B=y_A+l.*sin(p);v_Bx=l.*sin(p).*-1.*w;v_By=l.*cos(p)*w;a_Bx=w^2*l.*cos(p).*-1-e*l.*cos(p);a_By=w^2*l.*sin(p).*-1+e*l.*sin(p);%二级杆组运动分析子程序%d=sqrt((x_D-x_B).^2+(y_D-y_B).^2);b=atan((y_D-y_B)./(x_D-x_B));f=(d.^2+l_2^2-l_3^2)./(2*l_2.*d);r=acos((d.^2+l_2^2-l_3^2)./(2*l_2.*d));p_2=b+M.*r;x_C=x_B-l_2.*cos(p_2);y_C=y_B-l_2.*sin(p_2);w_3=((0-v_Bx).*(x_C-x_B)+(0-v_By).*(y_C-y_B))./((y_C-y_D).* (x_C-x_B)-(y_C-y_B).*(x_C-x_D));%角速度%w_2=((0-v_Bx).*(x_C-x_D)+(0-v_By).*(y_C-y_D))./((y_C-y_D).* (x_C-x_B)-(y_C-y_B).*(x_C-x_D));E=0-a_Bx+w_2.^2.*(x_C-x_B)-w_3.^2.*(x_C-x_D);F=0-a_By+w_2.^2.*(y_C-y_B)-w_3.^2.*(y_C-y_D);e_2=(E.*(x_C-x_D)+F.*(y_C-y_D))./(x_C-x_B).*(y_C-y_D)-(x_C-x_D).*(y_C-y_B);e_3=(E.*(x_C-x_B)+F.*(y_C-y_B))./(x_C-x_B).*(y_C-y_D)-(x_C-x_D).*(y_C-y_B);%角加速度%p_3=atan((y_C-y_D)./(x_C-x_D));%角位移%- 6 -- 7 -大作业2 凸轮机构设计1.设计题目如图2-1所示直动从动件盘形凸轮机构,其原始参数见表2-1,据此参数设计该凸轮机构。
变胞机构的结构组成及实现方法柯江岩林荣川(集美大学工程技术学院,福建厦门361021)摘要:对变胞机构的结构组成进行了分析研究,提出了变胞构件的概念,并提出变胞机构是由构件和变胞构件通过运动副联接而成的机构。
分析了工程上应用的几种具有变胞特征的机构,在分析、研究这些变胞机构工作原理的基础上,提出了变胞机构的实现方法,为变胞机构的分析和设计提供了思路。
关键词:变胞机构变胞构件机构设计中图分类号:TH112文献标识码:A文章编号:1672-4801(2007)03-036-031前言变胞机构(Metamorphicmechanism)是一种在运动过程中自由度或构件数目可改变的机构。
变胞机构的特殊性能使其在一些领域具有很大的应用价值,如可用变胞机构取代卫星太阳能帆板、大型天线等可伸展/折叠式机构。
自1998年第25届ASME机构学与机器人学双年会上首次提出变胞机构以来,国内外学者对变胞机构的研究主要集中在构态描述、构态变换、自由度分析计算、全构态动力学模型及其数值仿真等方面[1~6],缺乏对变胞机构的结构组成、变胞机构的实现方法等问题的系统研究,这将影响到变胞机构的发展。
变胞机构改变了传统的机构概念,也对传统的机构分析、设计方法提出了挑战。
本文依据变胞机构的概念,分析了变胞机构的机构组成,提出了变胞构件的概念,并认为变胞机构是由构件和变胞构件通过运动副联接而成的机构。
在此基础上,通过分析工程上应用的几种具有变胞特征的机构,提出了变胞机构的实现方法,为进一步研究变胞机构的设计问题奠定了基础。
2变胞机构的结构组成按传统的机构学理论,构件是组成机构的运动单元,若干构件通过运动副联接而形成机构,构件之间的相对运动取决于运动副的类型。
而变胞机构是一种在运动过程中其自由度或构件数可改变的机构,为了分析变胞机构的结构组成,这里引入变胞构件的概念。
定义:在机构运动过程中,若某一构件与其相邻构件由相对静止状态变为相对运动状态,或由相对运动状态变为相对静止状态,则该构件称为变胞构件。
机器人技术及其在空间中应用实验指导书陶建国 赵海红 编哈尔滨工业大学航空宇航制造工程系2013年8月一、机器人与空间机构样品展示1.1 实验目的1)通过参观和讲解,使学生了解空间应用机器人及其相关空间机构的特点和设计原则;2)通过参观和讲解,使学生系统地掌握几种常用机器人和一些空间机构的特点、组成和工作原理。
1.2 实验设备1.2.1八轮扭杆双摇杆摇臂悬架星球探测车移动系统八轮扭杆双摇杆摇臂悬架星球探测车移动系统的工作状态如图1-1所示。
图 1‐1 八轮扭杆双摇杆摇臂悬架星球探测车移动系统其机构原理如图1-2所示。
该探测车移动系统由车轮、转向架、悬架和车体组成,两侧悬架间引入了差动装置11,及同侧悬架摇臂间设置了扭杆弹簧9。
当遇到障碍时,可通过扭杆弹簧9的转动,并借助差动装置11来调整重力在各驱动轮上的分配,以提高车体的稳定性和越障能力。
前驱动轮1和后驱动轮4可相对前差动摇杆6与后差动摇杆作绕其回转轴的回转运动,并通过转向电机实现驱动轮垂直其回转轴的转向运动。
该移动系统的八个车轮均独立驱动,前后四个驱动轮独立转向,可实现前进、后退和转向等多种运动功能。
差动装置11的两个伸出轴分别与位于差动装置两侧的两个单侧独立悬架机构相连接,这样,可保证两侧悬架的车轮在车体移动过程中能完全着地,还可保证车体的平稳性,即车体的俯仰角为两侧独立悬架俯仰角的平均值。
悬架各关节处设计有光电编码器,用于检测关节的相对运动状态。
1,2,3,4-车轮;5-自由关节;6-摇杆;7-转向装置8-扭杆压臂;9-扭杆;10-摇臂;11-差速机构图1‐ 2 八轮扭杆双摇杆摇臂月球车悬架机构原理图该探测车移动系统四角的车轮有独立的转向驱动,但两侧中间的车轮没有独立的转向驱动,依靠车轮的速度差来实现转向,即是差速转向方式。
因而在转向时,两侧中间的车轮会存在一定的侧向滑移。
1.2.2混合适应悬架六轮星球探测车移动系统混合适应悬架六轮星球探测车移动系统的工作状态如图 1-3 混合适应悬架六轮星球探测车移动系统。
2022年07月哈尔滨工业大学国际教育学院基础部招聘对外汉语教师笔试参考题库含答案解析(图片可自由调整大小)全文为Word可编辑,若为PDF皆为盗版,请谨慎购买!卷I一.高等教育法规(共15题)1.学校及其他教育机构中最基本、最主要的活动是()。
A.按照章程自主管理B.招收学生和其他受教育者C.组织实施教育教学活动D.管理使用本单位的设施和费用答案:C本题解析:教育教学是学校及其他教育机构的一项基本活动,是学校及其他教育机构最基本、最主要的活动。
2.学满多少学年以上退学的学生,学校应当颁发肄业证书()A.半学年B.1学年C.2学年D.3学年答案:B本题解析:暂无解析3.所谓受教育权,是指()。
A.在一定的教育机构中,由教育者对受教育者实施的一种有目的、有计划、有组织的影响活动B.公民有从国家接受文化教育的机会,以及获得受教育的物质帮助的权利C.公民有获得知识、技能的权利D.公民均有上学的权利答案:B本题解析:受教育权是中国公民所享有的并由国家保障实现的接受教育的权利,是宪法赋予的一项基本权利,也是公民享受其他文化教育的前提和基础,即公民享有从国家接受文化教育的机会和获得受教育的物质帮助的权利。
4.高等学校年经费开支标准主要由谁制定()A.学校B.教育部C.省级教育行政部门D.学校举办者答案:C本题解析:暂无解析5.教育法治化的核心是()。
A.教育法治的权威化B.教育治理的法律化C.教育关系的制度化D.法治精神答案:D本题解析:教育法治化的核心是法治精神。
法治精神蕴含了民主、自由、平等、公正等基本价值。
法治精神也体现了主体的自由平等意识、规则意识、契约精神以及权利义务观念。
6.教师提出申诉,应当以()形式提出。
A.口头B.书面或口头C.自己认为合适的D.书面答案:D本题解析:暂无解析7.我国高等教育行政管理的基本体制是()。
A.中央统一领导B.地方各自领导C.分工负责、分级管理D.分级负责、分工管理答案:C本题解析:暂无解析8.十九大报告指出,中国特色社会主义最本质的特征以及中国特色社会主义制度的最大优势都是()。
Harbin Institute of Technology机械原理大作业一课程名称:机械原理设计题目:连杆运动分析院系:能源科学与工程学院指导教师:赵永强唐德威设计时间:2013年6月27日哈尔滨工业大学一、运动分析题目如图1-21 所示机构,已知机构各构件的尺寸为AB=120mm,h=70mm,BC=170mm,CD=350mm,CF=300mm,BE=400mm,FG=340mm,xD=348mm,yD=138mm,构件1 的角速度为ω1=10rad/s,试求构件5 上点E 及构件7 上点G 的位移、速度和加速度,并对计算结果进行分析。
二、机构的结构分析及基本杆组划分1.机构的结构分析机构各构件都在同一平面内运动,活动构件数n=7,P L=10,P H=0则机构的自由度为:F=3×n-2×P L-1×P H=3×7-2×10-0=12.基本杆组划分(1)去除虚约束和局部自由度本机构中无虚约束或局部自由度,此步骤跳过。
(2)拆杆组。
从远离原动件(即杆1)进行拆分,就可以得到由杆2,3 组成的RRRⅡ级杆组,4,5 组成的RRPⅡ级杆组,以及6,7 组成的RRPⅡ级杆组,最后剩下Ⅰ级机构杆1。
(3)确定机构的级别由(2)知,机构为Ⅱ级机构三、各基本杆组的运动分析数学模型为了程序的简便,以下分别对所涉及的杆组的一般形式进行分析,以方便建立函数。
①RRR Ⅱ级杆组的运动分析如下图所示,当已知RRR杆组中两杆长l i、l j和两外副B、D的位置和运动时,求内副C的位置及运动以及两杆的角位置、角运动。
1) 位置方程其中φi:式中,为保证机构的正确装配,必须同时满足l BD≤l i+l j和l BD≥|l i-l j|。
φi 表达式中的“+”表示运动副B、C、D为顺时针排列(如图中实线位置);“-”表示B、C、D为逆时针排列(如图中虚线位置)。
以上两组式子联立,求得(xc,yc)后,可求得φj:2) 速度方程将式(3-16)对时间求导,可得两杆角速度方程为式中,内运动副C的速度方程为3) 加速度方程两杆角加速度为式中,内副C的加速度为②RRP Ⅱ级杆组运动分析RRP Ⅱ级杆组是由两个构件和两个回转副及一个外移动副组成的。
Harbin Institute of Technology课程大作业说明书课程名称:机械制造装备设计院系:班级:设计者:学号:指导教师:张庆春设计时间:2014、5、5哈尔滨工业大学目录一、机床的规格及用途 (2)二、运动设计 (2)2.1 确定极限转速 (2)2.2 确定公比 (2)2.3 求出主轴转速级数 (2)2.4 确定结构网或结构式 (2)2.5 绘制转速图 (2)2.5.1 选用电动机 (2)2.5.2 确定传动轴的轴数 (3)2.5.3绘制转速图 (3)2.5.4 齿轮齿数的确定 (3)2.6 传动系统图 (4)三、传动零件的初步计算 (4)3.1 传动轴直径确定 (4)3.2 主轴轴颈直径的确定 (5)3.3 齿轮模数计算 (5)3.3.1 初算齿轮模数 (5)3.3.2 对各种限制的讨论 (6)3.3.3 其余验证 (7)3.4 核算主轴转速误差 (7)四、参考文献 (8)一、机床的规格及用途本设计机床为250⨯1000mm2卧式升降台铣床,其级数Z=18,最小转速min n :25r/min ,转速公比为1.26,驱动电动机为三相4级异步电机,同步转速1500rpm ,功率为5.5kW 。
二、运动设计2.1 确定极限转速由设计任务书给定条件,最低转速25r/min ,级数Z 为18,得到主轴极限转速max n 1250r/min ,转速调整范围n R 为50。
2.2 确定公比由设计任务书给定条件,转速公比为1.26,得其转速数列为25,31.5,40,50,63,80,100,125,160,200,250,315,400,500,630,800,1000,1250r/min 。
2.3 求出主轴转速级数 由公式lg 1lg nR z ϕ=+可得级数为18。
2.4 确定结构网或结构式在设计简单变速系统时,变速级数应选为32m n z =的形式,其中m,n 为正整数。
故23182⨯==Z ,即选用2对三联齿轮,1对双联齿轮进行变速。
HUNAN UNIVERSITY 高等机构学论文论文题目: 变胞机构和柔顺机构的应用及其特征学生姓名:学生学号:专业班级201年月日1.变胞机构1.1变胞机构的提出及研究对象变胞机构(Metamorphic mechanism)的概念是由University of London的戴建生与Rees Jones于1998年在亚特兰大(Atlanta)召开ASME第25届机构学双年会上提出的[1]。
该机构的发现起源于对胞装纸盒的研究,按照传统机构的概念,把折叠纸盒的纸板看作杆件,把折痕看作运动副,这样对纸盒的研究就可以等效为对相应机构的研究.在纸板折叠成纸盒的过程中,绕折痕将对应的各个纸板连在一起时,机构的有效杆件数目发生了变化,从而机构的自由度数也将发生改变,这显示了变胞机构是一种具有构态变化和自动组合等特点的机构,它能在不同的状态下提供不同的自由度数,并自动组合成一种新的结构,以适应不同的功能需要。
图1-1所示的六面体是变胞机构的一个典型例子,在该六面体结构中,两个面之间的夹角均相等,将其展开成平板形式,如图1-2所示该平板由三个成L形连接的正方形纸板组成,图1-2中的虚线为折痕。
图1-1 折叠起来的六面体图1-2 六面体的展开图纸板沿折痕竖起相当于杆件绕转动副作旋转运动。
折痕和纸板的连接关系是运动副和连杆的连接。
如图1一所示是六面体机构的等效机构示意图和实物图,纸板绕折痕旋转时,该六面体机构将出现几种不同的状态,机构的有效杆件数目和自由度数都将发生变化.图1-3(b)所示的是该机构的始态,旋转纸板,将侧板4'与板1固定,这将形成一个运动副,与之相应的六面体结构就减少了有效杆件的数目。
在第二个状态里,机构由铰点((1,2),(2,3)、(3,4)和(4,1)形成了一个具有4个“腿”的球形的联动装置,铰点被连为一体且可以自由转动。
当固定3'板和5板的时候就出现了该机构的第三个状态,这时机构将变成一个如图1-1所示的具有多个铰点的六面体结构。
专利名称:一种有限水域水下焊接机器人的人机协同控制系统专利类型:发明专利
发明人:陶建国,邓立平,罗阳,邹晨洋,李浩,孙清洁,丁亮,邓宗全
申请号:CN201811023180.X
申请日:20180903
公开号:CN109047987A
公开日:
20181221
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明提供了一种有限水域水下焊接机器人的人机协同控制系统,涉及核电水池水下修复作业。
控制系统划分为三层:规划层、控制层和执行层;所述规划层通过数据计算进行运动规划和焊接轨迹规划,形成命令发送给控制层;所述控制层从规划层接收命令并向执行层发送命令;所述执行层接收来自控制层的命令并通过控制执行器运动来执行命令。
本发明适用于水下焊接作业。
申请人:哈尔滨工业大学
地址:150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号
国籍:CN
代理机构:哈尔滨市阳光惠远知识产权代理有限公司
代理人:田鸿儒
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目录摘要 (2)1变胞机构的提出和目前国内国际发展状况 (2)2 变胞机构的定义及特征 (4)3 变胞机构的分类 (7)4 变胞机构的变胞实现方式 (8)5 变胞机构的应用 (9)5.1 在连杆机构中的应用 (9)5.2 在机器人技术中的应用 (10)5.3 在航天领域的应用 (10)5.4 在制造行业中的应用 (10)5.5 在其他方面的应用 (11)6 应用举例 (11)6.1 3R /4R平面机构 (11)6.2 折叠阵列架 (12)7 变胞机构的机构分析 (14)7.1变胞机构的自由度计算 (14)7.2变胞机构的构态变换 (14)7.3 变胞机构的综合 (15)8 总结 (16)参考文献 (16)摘要:本文首先通过对变胞机构的国内外研究现状的查阅,进而提出了变胞机构的定义以及分类,以及它的本质内涵,对其与其他结构进行了界定。
并且对变胞机构实现变胞的方式做了分类总结,以期对读者在设计变胞机构的时候能有所帮助。
另外,还对变胞的机构的相关应用作了简要的概述。
并且列举了两个例子,以使读者能更好的理解变胞机构。
最后,对于变胞机构的机构分析作了简要的介绍。
关键词: 变胞机构;定义;应用1变胞机构的提出和目前国内国际发展状况]21[我们把能在某瞬时使某些构件发生合并/分离、或出现几何奇异,并使机构有效构件数或自由度发生变化,从而产生新构型的机构称为变胞机构。
变胞机构的某一构型,必然对应特定的有效构件数和自由度,这称为变胞机构的一个构态。
变胞机构具有多个构态,它可按不同的需求,在运动中改变构态,从而提供可变自由度或可变构件数的机构,使机构适应不同任务,应用于不同场合。
变胞机构的研究可以追述到1995年。
这一研究起源于花样叠纸(origami)。
用折纸来研究机构可追述到Candy和Rollett在1952年的研究。
考虑到折痕为铰链,连接纸板为杆件,折纸是最经济也是最快速的方法来快速制造(rapidprototype)一个机构。
借用折痕为旋转轴,连接纸板为杆件,折纸可以构造出一个机构。
其典型的例子可见图1折纸的Sarrus机构。
图1 折纸做出的Sarrus机构典型的球面变胞机构可以从一常见的折纸抽象演变而成,见图2和图3。
图2 球面变胞机构图3 相应的花样折纸在研究折纸式装饰性纸盒和研制自动操作多指手,Dai和Rees Jones发现了新一类机构。
这一新类型机构除了具有类似可展式机构的高度可缩和可展性,还可改变杆件数,改变拓仆图并引致变自由度。
用进化论和生物学细胞分裂重构的观点解释,这一机构具有变胞功能(metamorphosis)。
由此一些机构由装饰性折纸抽象演变并脱颖而出。
这一研究于1998年在亚特兰(Atlanta)召开的ASME第25界机构学双年会发表,获得了ASME机构学委员会的双年度最佳论文奖,井列入20世纪九十年代获奖的唯一的四篇学术论文。
继此之后,Dai和Rees Jones 在1999年探讨了变胞机构的构态变换。
Dai和张启先在2000年提出了构态变换的矩阵演变。
广泛的学术兴趣自此引起。
2000年,Daniel等在Brigham Young大学引伸出了变胞正交机构。
该机构运行在正交平面并有交胞特性。
2001年台湾成功大学Lee 和法国Herve提出T断续自由度(discontinuity mobility)机构。
该机构延伸于魔方原理,具有变杆件数和变自由度的变胞原理。
这一机构扩充了变胞机构文库,成为变胞机构的一个分支一变胞运动限定机构。
2002年,李端玲等应用拓仆学研究变胞机构,探讨了变胞机构的综合,提出了变胞机构的综合算法。
2003年,Carroll等从Brigham Yong大学进一步提出了柔性变胞机构。
在变胞过程中利用杆件柔性完成变胞过程。
2004年,刘长河和杨廷力在深入研究了变胞机构后,提出了变胞的三种方式。
这三种方式是利用杆件的偶合,利用杆件连接关系的变化,和利用运动副的特性变化,以达到变胞。
这三种方式的提出不但从拓朴学原理引伸出新的变胞机构,而且挖掘出一些现有机构的变胞特性,从而扩充了变胞机构的文库。
2 变胞机构的定义及特征]63[先看一下它的特征。
变胞机构是应用在具有多个不同工作阶段的场合,并且由一个工作阶段到另一个工作阶段中,总是以改变机构的拓扑结构(由此改变机构的自由度)呈现出不同机构类型或运动性能来实现功能要求。
变胞机构完成所设定的多个工作阶段功能的运动过程的集合,我们可以称为变胞机构的一个工作过程周期,简称工作周期。
在工作周期中,变胞机构在保持一种固定的拓扑情况下具有的一系列位置或状态集合,我们可以称为一个工作阶段。
在机构变换过程中,实现从一种拓扑结构形式到另一种拓扑结构形式的变化。
因此可以归纳出变胞机构有三个主要特征:可以满足多个功能阶段特征;具有拓扑机构变化特征;多自由度变化特征。
(1)多功能阶段变化特征。
变胞机构在整个工作过程周期中有多个不同性能要求的固定的工作阶段,在不同的工作阶段需要变化不同的机构来完成不同的性能要求,包括利用机构的奇异位置来工作,单一阶段的工作过程属于普通的机构而不是变胞机构的特征。
(2)多拓扑结构变化特征。
变胞机构在不同的工作阶段及变化过程中,呈现不同的机构结构拓扑变化性质,包括构件与运动副数目、运动副种类以及连接方式等,使得不同阶段以及变化过程中对应不同的拓扑结构形式的机构。
(3)多自由度变化特征。
变胞机构在不同的工作阶段以及变化过程中具有不同的拓扑结构形式,导致不同阶段具有不同的自由度,或者经过多自由度机构变换过渡,实现从一种拓扑机构形式到另一种拓扑结构形式的变化。
从传统机构学的研究角度出发,机构的基本组成:运动链(构件和运动副)、原动件、机架,而变胞机构也应属于机构的一种,因此,变胞机构是由若干个构件通过若干个运动副连接而成的运动链,且各构件相对机架具有确定的相对运动。
基于变胞构件数目和自由度的改变,可以看出,从一种拓扑机构形式变化到另一种拓扑机构形式,实质是运动链的构件数目、运动副的数目或结构形式种类发生改变或转换而产生的变胞机构的变化。
结合变胞机构的特征和构成,给出变胞机构的严格定义:在具有多个不同工作阶段的周期中,含有闭环的多自由度运动链呈现不同拓扑结构形式,结合其机架和原动件来实现不同功效,称为变胞机构。
这样的定义很好地诠释了变胞机构的内涵及范畴,揭示了变胞机构的本质与特征。
在不同的工作阶段,不同的拓扑结构,具有不同的功效,这三个“不同”体现了变胞机构的“变”,运动链则成了“胞”,拓扑结构则成了机构的“胚”的内涵。
由于变胞机构的发展刚处于起步阶段,在一段时间内,变胞机构的范围没有很好的界定,产生了概念混淆和学术上的争论。
结合上述变胞机构内涵界定的基础上,简要比较变胞机构与其他几种易混淆的机构:变胞机构与机构组合,机构组合在原理上可以看做其拓扑结构发生改变,为了得到输入运动,用非工作机构的拓扑结构变化来实现工作要求,如离合器等,属于机构组合而非变胞机构。
变胞机构与运动限定机构,运动限定机构常在某些瞬时位置利用其机构中的某些构件的结构限制、运动副的改变来实现某些功能,但机构的整个工作过程中拓扑结构和自由度没有发生变化,如卫星天线、太阳能帆板等可展式机构。
变胞机构与多自由度机构,一般情况下,多输入输出是多自由度机构的基本特征,若设置在某些位置瞬时运动停止或锁住,属于多输入输出值域内的正常值,重要的是并非利用其拓扑结构变化产生的性能来满足工作需求,故不属于变胞机构,不过,如果多自由度机构在工作周期中运用机构的拓扑结构变化实现运动性能时,则可以视为变胞机构的一种。
变胞机构与对称机构,多个对称机构在机构学的研究中,常视为只讨论一个机构,不看作多个机构,因此也不属于变胞机构,如锁簧等,同时特别利用奇异位置工作的,如凸轮机构停歇位置工作属于固有特性,没有拓扑结果的变化,也不是变胞。
综上所述,利用拓扑结构变化来实现工作阶段变胞跨越才是变胞机构的本质特征。
对于变胞机构概念理解,抓住变胞机构的内涵、特征和范畴是研究变胞机构的基础。
另外,按传统的机构学理论,构件是组成机构的运动单元, 若干构件通过运动副联接而形成机构, 构件之间的相对运动取决于运动副的类型。
而变胞机构是一种在运动过程中其自由度或构件数可改变的机构,为了分析变胞机构的结构组成, 这里引入变胞构件的概念。
定义:在机构运动过程中,若某一构件与其相邻构件由相对静止状态变为相对运动状态, 或由相对运动状态变为相对静止状态, 则该构件称为变胞构件。
当变胞构件与相邻构件处于相对静止状态时,由于变胞构件与相邻构件不产生相对运动, 因而可把这两个构件视为一个构件,这时机构的有效构件数目将减少, 相应的运动副数目也会减少,从而导致机构的自由度发生变化。
由上述分析可知,若机构中存在变胞构件,则在机构运动过程中,机构中的有效构件和运动副数目将会发生变化;反之,由于其运动过程中构件数和运动副数会发生变化, 故机构中必存在变胞构件。
因此变胞机构可以认为是由构件和变胞构件通过运动副联接而成的机构,一个机构是否为变胞机构,只需判别该机构是否具有变胞构件即可。
这一结论可方便用于识别变胞机构。
如图4a所示为一带有限动弹簧的五杆机构,限动弹簧靠弹簧力约束构件3和构件4保持一定的角度α。
当外力小于弹簧力时,α角不变,构件3和构件4 没有相对运动,此时机构可以看作如图4b 所示的四杆机构。
当外力大于弹簧力时,α角就要发生变化,构件3和构件4有相对运动,此时机构可以看作如图4c所示的五杆机构。
由上述分析可知,该机构中构件3和构件4为变胞构件,运动过程中有效构件数在4 和5 之间变化, 机构的自由度在1 和2 之间变化, 该机构为一变胞机构。
图4 限动五杆机构3 变胞机构的分类]7[对变胞机构进行科学的分类是变胞机构的结构学基础,也是对其进行运动学、动力学研究的必要前提。
变胞机构的本质特征是:当变胞机构由一个构态变换到下一个构态时,必将发生机构有效构件数或自由度的变化。
为对变胞机构分类,先作如下定义:定义1 设某个变胞机构共有c个构态:即构态1、构态2、……、构态c,该变胞机构由构态p变换到构态p+1(1≤p≤c–1)时,(1)若构态p + 1相对构态p的有效构件数发生变化而自由度不变,则这一构态的变化过程称为Ⅰ类变胞;(2)若构态p + 1的相对构态p的有效构件数不发生变化而自由度发生变化, 则这一构态的变化过程称为Ⅱ类变胞;(3)若构态p + 1相对构态p的有效构件数和自由度均发生变化,则这一构态的变化过程称为Ⅲ类变胞。
定义了变胞机构的构态p + 1与构态p之间的变胞关系后,可对变胞机构作如下的分类:定义2 变胞机构由构态1到构态c的变胞过程中( ⅰ) 若任一构态p转换到下一构态p +1, 变胞过程始终都是Ⅰ类变胞,则该变胞机构称为Ⅰ类变胞机构;( ⅱ) 若任一构态p转换到下一构态p +1, 变胞过程始终都是Ⅱ类变胞,则该变胞机构称为Ⅱ类变胞机构;( ⅲ) 若任一构态p转换到下一构态p +1, 变胞过程始终都是Ⅲ类变胞,则该变胞机构称为Ⅲ类变胞机构;( ⅳ) 若变胞过程至少包含Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类变胞中的两类,则该变胞机构称为Ⅳ类变胞机构。