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文档简介
毕业实习报告本人于2006.2.252006.3.10期间在吉林市北华邦达科技开发有限责任公司实习。这这期间对公司的运作情况、管理状况都有了初步的了解。并且遇上并积极参与了智能化汽车自动调整臂通用测试平台和ODT汽车自动变速器设计两个项目的方案论证。通过这个过程让我体会到在校期间所做的类似于课程设计的设计与真正的工程项目的设计有着天壤之别。课程设计仅仅考虑的是原理上的实现,工程项目除方案上的合理性外,经济性、实用性、市场效益等都在考虑范围之内。这对我大学的最后一个学期的学习提出了新的要求,新的目标。1. 公司概况吉林市北华邦达科技开发有限责任公司是北华大学机电集成技术研究所的对外项目协作窗口。北华大学机电集成技术研究所成立于2002年3月,是在原机械工程学院集成技术研究所中心的基础上发展起来的一所以特种机器人技术及机电一体化技术为核心的高科技研究机构。本中心积极与周边企业、科研院所和重点高校进行深层次技术合作,在科研活动中注重高技术成果的产业化和技术推广。2005年初,以研究所主要科研骨干为核心,在吉林市高新技术开发区创办了以机电设备开发、自动化技术开发与服务为核心业务范畴的高新技术企业“吉林市北华邦达科技开发有限责任公司”,开始了高技术成果产业化的企业化运作模式。研究所主要从事工业机器人、特种机器人、工业自动化、机电系统动力学仿真与模拟(虚拟样机技术)、生产线数控改造等方面的基础理论研究与技术开发、工程设计、生产制造、技术咨询等业务。公司管理团队董事长:姜生元,在哈尔滨工业大学获博士学位,长期以来一直致力于特种机器人技术、机电一体化技术、机电系统动力学性能测试与仿真方面的研究,2004年度吉林省杰出青年科学研究计划资助学者。具有很强的科研能力和突出的项目组织协调能力。总经理:李建永,工程硕士,长期从事液压与气动技术的研究与工程实践工作,在试验台设计及试验台CAT改造方面积累了大量实践经验。熟悉现代企业的管理模式,具有5年的市场营销经验,在机电产品领域的市场开拓、项目融资、技术服务等方面具有较强的能力。 “高技术铸就精品,新概念开拓未来”是公司信奉的发展理念。2. 公司的研究方向及主要业绩2.1研究方向公司是在原北华大学集成技术研究所的基上发展起来的,技术主干仍然是北华大学现任老师及学生。研究方向紧跟以往的技术积累,从事以工业机器人为主横向和纵向课题研究。具有代表性的、具备较高水平的领域如下:(1)管道机器人技术研究先后参与完成了国家863项目“管内移动机器人产品实用工程”、国家863重大专项“海底管道内爬行器及其检测技术”、黑龙江省科委重大课题“电信光纤引缆机器人”、教育部与吉林省教育厅联合资助课题“机械自适应型管道机器人虚拟样机技术研究”等课题。并获得了2项国家实用新型专利、1项国家发明专利;在国内外首次提出了三轴差动管道机器人驱动单元模型,目前正在从事“经济性多功能管道机器人技术研究”、“经济性多功能管道机器人实用化技术研究”等,并且计划在该领域继续开展深入研究工作。(2)虚拟样机技术虚拟样机技术是在建造物理样机之前,在计算机中建立包含设备零件、装配关系、约束关系、动力源、控制系统、外部环境等综合信息的数字化模型,能够模拟出未来设备的较准确的综合性能,最终可以得到真正意义上的最优化设计方案。目前,我们在该领域能够达到国内领先水平。我们利用虚拟样机技术,先后完成了国家863重大专项“海底管道内爬行器虚拟样机”、哈尔滨空气动力研究院技改项目“FL-9风洞模型试验驾车动力学特性模拟”、哈尔滨工业大学国防重大预研项目“低重力环境下月球探测机器人动力学特性模拟”等重大课题的研究工作。所作的工作,受到了科技部专家组、哈尔滨工业大学、上海交通大学、胜利油田同行专家的高度认可。主要科研及对外服务项目: 机电产品设计与开发; 工业生产线、自动流水线的设计及改造; 液压气动装备的设计、技术咨询与服务; 工业机器人、特种机器人技术开发; 数控技术培训、职业技能鉴定; 现代制造业技术咨询、技术服务; CAD/CAM技术、模具设计及加工; 现代设计软件技术咨询与培训; 医疗、康复器械开发; 机械设计类软件开发与培训2.2 公司业绩表2.1 公司业绩汇总表号项目名称项目来源完成情况1管内移动机器人产品实用工程国家863项目2000年验收2电信光纤引缆作业机器人及其工艺推广黑龙江省科委攻关项目2001验收3海底管道内爬行器及其检测技术国家863重大专项2003年验收4FL-9增压风洞试验驾车动力学模拟哈尔滨空气动力研究院协作课题2002年通过验收5低重力环境下月球探测机器人虚拟样机技术研究哈尔滨工业大学重大预研项目2003年通过验收6管道机器人移动载体虚拟样机技术研究北华大学重点科研项目2003年通过验收7气动蠕动式缆索机器人的研制北华大学重点科研项目2003年通过验收8弧齿锥齿轮加工参数CAPP系统的研制北华大学重点科研项目项目负责人2004年通过验收9普通机床的数字化改造长春春城汽车配件厂技改项目2002年通过验收10卡盘多刀液压车床数字化改造长春宏达锻造厂技改项目2002年通过验收11火车制动梁检修流水线的研制龙潭山车辆段重大攻关项目在研项目12马自达轿车后桥冲压模具生产线吉林市江北机械厂协作项目在研项目13通田格罗轿车座椅发泡模具的设计吉林市江北机械厂协作项目2003年投产14锅炉煤耗智能计量系统吉林轻型车厂技改课题已完成15少齿数齿轮传动机构优化设计专家系统哈尔滨学府高新技术有限公司委托课题2003年通过验收16高压输电线缆检测机器人的研制北华大学重点科研项目在研项目17经济型多功能管道机器人产品实用化工程吉林省科技厅在研项目18三轴差动管道机器人移动载体的虚拟样机技术研究教育部科学技术研究重点项目、吉林省教育厅联合资助课题在研项目19经济型多功能管道机器人技术研究吉林省科技厅在研项目20ODT汽车自动变速器模拟分析吉林市宝发科技有限公司已完成2.3部分项目简介(1)吊臂式高压输电线检测机器人高压输电线及杆塔附件长期暴露在野外,因受到持续的机械张力、电气闪络、材料老化的影响而产生断股、磨损、腐蚀等损伤,如不及时修复更换,原本微小的破损和缺陷就可能扩大,最终导致严重事故。因此,电力公司需要定期对线路设备进行巡检,及时发现早期损伤和缺陷并加以评估,根据评估结果安排必要的维护和修复,从而确保供电的安全可靠性。公司成立专门的攻关小组,根据目前国内外高压输电线检测机器人的技术发展现状,研制了一种新型的吊臂式检测机器人系统。该机器人可以在四分裂、二分裂、单股输电线缆上运行,可自主跨越悬垂绝缘子、隔离棒、防振锤、线夹等线缆附件;同时,在机器人本体上设置的主电池箱在线收放装置可以随时方便地更换系统电源,因而机器人的行走距离理论上可以达到无限长。该机器人的突出特点是只用两个驱动电机和五个电磁离合器,结合机构联动措施,自主完成机器人在线缆上的驱动、抬摆臂越障、侧摆平衡、俯仰平衡、主电池箱在线收放等多种动作,机器人的集成度高、重量轻;机器人本体控制单元通过处理布置在机器人本体上的视觉、光电、位移等传感器所得到的数据,可以自主判定机器人周围运行环境的信息,通过控制本体上的电机、电磁离合器、电磁铁等执行元件,实现机器人本体的全自主控制;另外,地面监控系统与机器人本体控制系统间采用了无线传输式监控方式,通过地面工程车上的地面基站,可监控机器人的运行状态,在必要时可人工干预机器人的作业状态,因而机器人的工作可靠性得到了保证。本方案提出了以X型杆机构为核心的越障驱动机构、以交错轴螺旋齿轮为核心的行走驱动机构、以直动件凸轮为核心的侧摆平衡机构、以联动四杆机构为核心的俯仰平衡机构等创新性机构,并以功能实现核心参数为优化目标,利用现代设计软件ADAMS进行了动态优化设计,达到了结构简单、动作可靠的使用要求。所研制的样机经过多次改进,并在搭建的模拟环境下进行了多次运行试验,结果证明:他们自主研制的这套机器人样机能够在高压输电线缆上自主运行,可以作为一个开放式的运载平台。一旦解决了高压屏蔽及绝缘问题,便可以胜任高压输电线的在线检测任务(2)低重力环境下月球探测机器人虚拟样机技术研究月球是距地球最近的星球,月球探测将是我国向星球探测走出的第一步。在进行月球探测、月球基地建设和维护的各个阶段中,机器人是必不可少的工具和手段,月球探测机器人技术将是其中的关键技术。然而其环境与地球有着极大的差别,表面引力只有地球的1/6,月面温度为-180+130。机器人为了在其特定的环境完成各种探测任务,就需要能够适应月球的这种特殊环境,必须满足下列要求:(1)月球探测机器人具有灵活性好、机动性强的特点。月球探测机器人着陆后可能遇到各种各样的地理环境,由其自身机构可灵活、机动的变换达到自适应(2)月球探测机器人要有较好的爬坡和越障能力。要满足这样的要求,月球探测机器人应具有较强的驱动能力,因此采用多轮驱动的方式;(3)为了月球探测机器人的安全和便于控制,要求月球探测机器人的速度相对较慢;因为车载控制系统接收到传感器的信号,并经过分析和处理,然后发出控制指令,是需要一定时间的;更何况月球探测机器人的控制除了自主控制之外,还有一定程度的遥操作,而这时还必须考虑地球与月球之间一个指令周期的时延。限于其特殊环境,借助计算机“虚拟样机”技术搭建虚拟的月球环境,利用软件技术建立的机械系统计算机三维实体模型, 对所设计的机器人进行虚拟仿真,检验机器人在月球上的生存能力,并以图形显示该系统在真实工程条件下的运动特性,从而修改并优化设计方案。与传统研究方法相比,它具有其突出优点:(1)在真实系统出来之前,能预测系统的行为; (2)在短时间内,进行多种设计的比较研究;(3)在设计早期阶段确定关键的设计参数; (4)与真正的物理实验相比,仿真方法更经济,灵活性更好。(5)可视化的给出系统的行为.仿真分析表明公司研制的月球探测机器人模型由于结构紧凑、体积小、质量轻的特点,同时与之配套的驱动机构具有良好的稳定性和较强的爬坡和越障能力,完全能够胜任月球环境,为其执行任务提供可靠的保证。到目前为止,公司已成功设计出六轮式和行星轮式两种月球车模型。3. 实习期间参与项目(1)智能化汽车自动调整臂通用测试平台汽车自动调整臂是安装在制动系统中的关键部件,它可以自动补偿制动蹄片的磨损,始终保持制动间隙为恒定值。自动调整臂的性能是否达到设计标准、性能是否稳定,是影响汽车安全的重要因素。因此,汽车调整臂必须经过经过严格的性能检测,才可能保障汽车的运行安全。但是,我国目前还没有统一的国家标准,智能化通用型的自动调整臂性能测试平台相关产品还处于空白状态。因此,本项目的宗旨是开发一种用于检测自动调整臂综合性能指标的通用型测试平台。项目的技术原理是:通过合理的机械结构设计,使试验台具有以下功能和特点:1)可以将多种类型的汽车自动调整臂安装于同一试验台上;2)可以模拟汽车制动系统的实际工况;3)可以检测表征调整臂实际调整过程的所有位移、力及力矩参数;4)由计算机按照预定算法,获得调整臂的实际性能参数报表;5)计算机可以根据调整臂的实时性能表现,自动地优化测试策略,因而具有“智能化”特点。本测试平台的突出特点就是:适用性广、测试项目多、智能化程度高。本项目采用模块化的机构设计方法,开发了通用型机械接口,可以把目前市场上多种类型的自动调整臂安装于同一试验台上;设计了通用型的传感器机械安装模块,可以适应各种不同结构形式的自动调整臂的机械运动参数的实时测量;设计了基于有限样本空间预测算法的测试软件,可以快速测定自动调整臂的动态性能和预期寿命。本项目涉及机械设计、测控技术、传感器技术、信息处理技术等多学科专业知识,关键技术如下:(1)不同类型自动调整臂通用机电接口的设计技术;(2)智能化调整臂性能参数测控软件的设计技术图3.1 智能化汽车自动调整臂通用测试平台系统组成图(2)ODT汽车直接变速器现代汽车上广泛采用活塞式内燃发动机,由于发动机的转矩变化范围较小,不能适应汽车在各种道路条件下行使的要求,常常要求汽车的牵引力和车速能在相当大的范围内变化,因此在汽车传动系当中采用了可以改变转速比和传递扭矩比的装置,即变速器。变速器有自动变速器和手动变速器之分。自动变速器与手动变速器相比:优点是:(1)自动变速器具备优异的驾驶性能,通过控制系统采集信号自动换档,能够获得最佳的燃料经济性和动力特性;(2)自动变速器有良好的行使性能,换档快而稳,延长零部件的使用寿命;(3)高度的行车安全性;(4)低污染的废气排放。缺点是:(1)结构比较复杂;(2)效率比较低。自动变速器主要由液力变矩器、齿轮变速器、和换档操纵系统组成。其中变速的核心是齿轮变速器。由于行星齿轮传动结构紧凑、容易实现自动化等特点,因此被广泛使用在自动变速器当中。目前市场上的自动变速器当中常用的变速机构主要有:辛普森(Simpson)、拉维娜式、CR-CR式和Willson式。其中辛普森(Simpson)和拉维娜式被广泛使用。 图a 辛普森式机构 图b 拉维娜机构图c CR-CR机构 图d Willson机构图3.2 常用变速机构2005年12月受吉林某台资企业委托做ODT汽车直接变速器的运动学分析,该变速器将定轴轮系和旋转轴轮系(行星轮系)组合设计,利用单向轴承和累弹簧作为连接附件,充分利用单向轴承和累弹簧的自身特性设计出一种新的变速机沟。该机可以实现8个前进档和一个倒档。ODT汽车直接变速器在某些关键部分有非常明显的创新点:(1)单向轴承的使用;(2)累弹簧的使用;(3)使用一个换档操纵电机,利用凸轮机构实现自动换档。图3.3 ODT汽车直接变速器原理图4. 实习体会大学生活已经接近尾声,在即将踏入社会这个阶段,能够到吉林市北华邦达科技开发有限责任公司学习,感受颇深。在这之前曾经以为文化课成绩排在年级前列的我是多么优秀,从来没有想过毕业了去干普通工人的工作,经过这次实习,彻底改变了我的这种想法,没有底层的工作经验作铺垫,尤其是机械设计专业,根本谈不上搞科研、搞设计。自己所学的那点知识不过是冰山一角,做工程项目跟在校期间做的课程设计完全是不同的概念,工程项目需要的可靠性、经济性、实用性等这都是课程设计所没有设计到的,恰恰这些才是产品走向市场的敲门砖。离大学毕业还有半年时间,这时我能够认识到这点,还为时不晚,如果善用这半年时间,我想我会有一个质的飞跃,真正从理想化的设计走向工程化设计、从理论走向实际、从学校走向社会,我想我会做到的。参考文献1 邓定瀛主编.自动变速器原理与应用M,重庆:重庆大学出版社,20022 冯晋祥,吴际璋主编.自动变速器结构原理M,北京,机械工业出版社,20023 葛安林.自动变速器(四)液力自动变速器(AT)的典型结构和发展趋势(上).汽车技术,2001(8)4 葛安林.自动变速器(五)液力自动变速器(AT)的典型结构和发展趋势(下).汽车技术,2001(9)5 Sun Yi-ze,Xiong Wei,Yao Yu-feng. Methods for the Gear Position Decision in AMT. Journal of Beijing Institute of technology, 2003.12(2)6 贺萍,董铸荣.汽车自动变速器辛普森机构中单向离合器的作用分
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