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自动化弹库接口技术及碰撞动力特性研究

李鸿飞

  现代化海军作战,要求舰炮应具有远射程、高射速、多弹种的识别与敏捷更换和快速反应的持续打击能力,作为舰炮的重要组成部分,自动化弹库的技术水平直接决定着舰炮的性能和威力。本文针对自动化弹库中的关键技术之一——接口技术进行原理结构设计、理论分析和仿真研究,这对于提高我国舰炮的自动化弹库技术水平有着重要的意义。 在机器人技术的基础上,采用机械设计原理及方法,为自动化弹库中的转运模块和提升模块,设计了一种欠驱动机械手式接口机构,该机构在完成模块问炮弹交接功能的同时,利用其多自由度的特性,解决了对弹种更换的兼容性问题。并对机械手爪进行静力学、运动学分析,得到了手爪夹持力与各关节长度、角度等多参数变化影响关系和手爪抓取炮弹过程的基本运动规律。 通过在ADAMS动力学仿真软件中建模、仿真,验证了本次设计的可行性,得到了在初始设计条件下机械手的运动学及动力学仿真结果。经过分析发现了设计中需要解决的最大碰撞力(机械手臂与炮弹)及手爪关节夹持力不均衡的问题。应用有限元方法和LS-DYNA软件,对碰撞力最大的机械手臂和炮弹建模、仿真,得到了不同速度下的碰撞响应曲线,总结出碰撞过程的基本变化规律。采用在机械手臂驱动液压缸内部设计缓冲装置的方法,解决了最大碰撞力对炮弹的破坏问题。运用ADAMS软件中的参数优化设计方法,优化了机械手爪构形,解决了机械手夹持力不均衡的问题,完成了合理的欠驱动机械手式自动化弹库接口机构的设计研究。研究成果不但解决了自动化弹库中的一项关键技术问题,同时对研究碰撞动力学的问题和多关节多自由度机械手爪夹持力不均衡的问题具有一定的参考价值。……   
[关键词]:接口机构;欠驱动机械手;碰撞仿真;优化设计
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:哈尔滨工程大学2010年
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