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gq50 型钢 切断 割断 结构设计 运动 仿真 全套 cad 图纸 三维 模型

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单位代码 02 学 号 080105007 分 类 号 密 级 毕业设计 文献翻译 2012 年 3 月 20 日院（系）名称 工学院机械系 专业名称 机械设计制造及其自动化 学生姓名 刘文超 指导教师 王良文 黄河科 技学院毕业设计 (文献 翻译 ) 第 1 页 利用离线仿真结果和 3D 模型变形以实现实时遥控结构变形的方法 摘要 个为了演示和改进远程操作设备 面的物理测试设备，已经在芬兰建立起来。首个装备有 备原型 经于 2008 年 10 月移交给 目的是为了验证 型可以被成功的应用于第二个暗盒的 与 试设备运行和升级准备 结束的时候，第二个暗盒的 运行成功地为 表做了证明。 得益于 器人的设计，所以当它在 长的控制杆上运载 9 吨重的第二暗盒时，具有相当大的机械弹性。这也就导致数据不精确，并且用于控制系统的 3D 模型也不能准确的反映 器人的变化状态。 为了提高其精确度，已经发展出了一种在虚拟环境中控制其 弹性的方法。加载在 种优化的方法利用有限元分析，通过 3D 模型的变形解释了控制系统机器的结果变形。 这将促使 绝对精度和 3D 模型的适合性有一个相当大的改进，这对 用程序是至关重要的，因为控制装置的视觉信息是受周围环境的限制的 。 关键词 ： 国际热核实验反应堆 远程控制 偏滤器测试平台 2 虚拟工程 弹性变形 虚拟现实 黄河科 技学院毕业设计 (文献 翻译 ) 第 2 页 这篇论文展示了系统控制软件执行的负载补偿功能是怎样改进 制系统的绝对精度和可视化精度的。同时也找到了一种通过 3D 模型变形来解释 用有限元分析来导出变化范围。除此之外，真实的组件变形， 2D 结构变形会被用于显示每单位结构负荷的运行评估。 在第二暗盒安装程序的时候， 电机传动装置的协作下，沿着射线方向行进到维持隧道的顶端。（图 1）。 在垂直面上的上升和倾斜运动 可以用来凭借向上维持隧道来控制暗盒的方位。当热运动到达第二暗盒时，由 转连接的可以用来改变暗盒的方位。 1. 2. 偏差研究目录 验 在 递到 ，系统综合阶段开始启动，以为实际测试做系统准备。这个测试在工厂启动实施，在 制室中结束测试运行。 1 黄河科 技学院毕业设计 (文献 翻译 ) 第 3 页 最初用于暗盒运行的的程序是被用来教学的，这与暗盒有持续性的视觉联系。 好的重复精度（ 3证了运行程序成功重复。然而， 由于完全精度不够准确，导致 静态的三维模型 不能很好的支持运行。 三维模型有时候会出现暗盒与 突的情况，但实际 情况是一切运行良好。很明显，在远程操作之前，系统的绝对精度需要改进。 载荷补偿 在运行程序的时候，载荷对 动链的影响会被测量。并且知道位于暗盒尖端的定位误差最大接近 80些测量数据被用来生成载荷补偿以改进绝对精度。 这种解决方法对于 持通道的运行是十分普遍的，但是对于负载补偿模型，确实一个基于 价值的平台。由于 将来普遍支持其他终端执行器，所以这种方法简单，易用。具体的查表只应用于在特殊的环形 偿功能还可以 明显 改善设备性能。 因此，暗盒尖端的 最大误差由 80降到了 51 载荷补偿的实施价值可以参考图 2 中的笛卡尔坐标系。根据暗盒是否加载到，解决的方法也分为两个阶段。“理想设备的笛卡尔参考系”（图 2）表达了与轴相连的 的位置坐标。因此， 仅仅被用在改变纵轴周围暗盒的方向，并且，之后 可以应用于 y 轴参考数据的评估。因此，在热运动时，负载补偿的功能依赖于 。 如果在 上没有负载，一个逆运动学解可以直接用于解决联合相应的数值 参 考 。 解 决 方 法 是 使 用 包 括 基 于 签 名 修 正 的 准的数计算。 黄河科 技学院毕业设计 (文献 翻译 ) 第 4 页 2. in of to of 当载荷是连接到 节，在这种情况下，由于笛卡尔参考也会受 以机器人的逆运动学解并不可直接使用。当产生的作用是已知的，正确的评估 代解和 7项式都能很好的应用于实践中。 值链被定义后，在 x， y， z 方向的位置补偿和圆周与径向的定向补偿可以做成笛卡尔参考系。由于 乏在 向上移动的能力，所以无法做运动补偿。 黄河科 技学院毕业设计 (文献 翻译 ) 第 5 页 3. EM H 4. EM H 改进遥控装置的可视化精度 当增加一个链接到 三维模型上时，暗盒在 向的倾斜是可视化的。这个链接已经被放置在勾板和暗盒之间。因此，操作者可以看见暗盒倾 黄河科 技学院毕业设计 (文献 翻译 ) 第 6 页 斜的作用 ，它在垂直方向上最大有效运动距离是 10 为了增加可视化精度，当暗盒连接 道内部与外部的时候，压力差超过上升油缸提供的载荷，暗盒的重量也转化都勾板或者 道或者其他别的地方。（图 2） 偏滤暗盒模型的偏差计算结果 在真实的运行环境中，暗盒的三维模型是不能完全反映其模型形状的。当理终端感应器并停留在环形通道上时，它会倾斜。（图 3 形变分别用分析软件和 限元建模工具来计算。这两种结果会被比较。如果限定条件比较正确、全面，那么两种工具的分析结果是相似的。 在下一阶段，有限元分析结果会被分解。然后勾板的水平和垂直偏转会与验室中真实的 试结果比较（平台 1）。这种测试装置是 5. in to 黄河科 技学院毕业设计 (文献 翻译 ) 第 7 页 在有限元分析结果和 试结果比较后，得出分析结论。 偏滤暗盒的偏差的可视化 根据机器的适用性和标准性原则设计了 果，其压力总是在建筑材料的比例极限之下，并且具有一定的线弹性。初次测是在胡可定律的线弹性假设下进行的。 因此，有限元分析结果是可以应用于 变的可视化的。加载装置的形状必然会反映到远程观测系统的数据中。计算变形的远程可视化可以在两种不同的方法下进行。传统的方法是把一个整体分成碎片，并在这些碎片间建立联系 4。这种方法需要大量的分析工作。链接的位置和最大链接就是这种分析的结果。基于这 种分析结果，它被 为三段链，并用两个回转节链接起来。图 6 本文提到的方法是运用 3 3 基于有限元分析结果去描述形变。形变，或者是 3D 变形，是物体从一种形状变为另一种形状的过程 2。这种技术可以直接使用有限元分析结果而不用麻烦的求的近似值。另外，这种方法能够运用有限元分析出的每单位范围内的作用结果（图 7）。这就提供了一个更高层次的应用能力，以适用于那些接受多个外力影响的复杂系统。 黄河科 技学院毕业设计 (文献 翻译 ) 第 8 页 6. of is to 7. 黄河科 技学院毕业设计 (文献 翻译 ) 第 9 页 为了改变模型，我们使用直线切削没变形的三维模型和有限元残缺模型的高点。如果直线切削的精度不足的话，一个更先进的变形算法是应变场插入 法。 运用达索系统可视化工具 观察变形（图 8）。这种虚拟环境是由 有限元模型连接起来，用于创建变形范围。 这种推荐方法的好处有以下几点： 运用未加载荷状态和变形状态间的完全弹性变形，来直接使用有限元结果在每单位范围内的最大压力。 更容易利用真实系统中离线和在线的变形结果。 更加精确的展示复杂系统的各个环节，并且能完全控制连续变形的点，而不粗略的接近。 使从复杂系统中分离出单个外力因素引起的变形成为可能。 控制三维模型的变形 控制三维模型的变形意味着虚拟环境中的变形必须遵 循现实环境中的变形。变形信息可以 依据提前测量的运行状态或者运用液压系统的压力来估测外力，因此，运用了现有的传感器信息。 考虑到机器人的操作，一个更精确的方法可以通过采用应变规来测量机器人链接的实际变形来达到。在实验室的实验中，应变规将被安装到 。 应变规的优势： 变形范围方法的互补性，每一个应力都可以通过专用的应变规来单独测量其范围。 具有即时测量精确应变的能力，不用依赖于提前测量的静态变形或者不能对每一个应力不能直接使用的液压压力 3. 未来工作 三维虚拟样机组件描述如下。最初， 性研究集中在解决子系统的弹性问题。然后，研究会包括整个 器结构，并且链接结构接近变形过程。 更多复杂的变形途径，如三维领域里的线性插值法将会被使用。这将会联合 黄河科 技学院毕业设计 (文献 翻译 ) 第 10 页 由真实 形控制的三维样机的弹性变形。 我们将进一步分析柔性机器人关节的链接和分离。这将有助于