动力机器基础设计的数值方法研究
动力机器基础设计的数值方法研究
蒋东旗
谢定义
(浙江大学)
(西安理工大学)
摘 要 在 数值方法 总的思路指导下,结合动力机器基础振动的特点,把土与基础视作一弹性共同作用体系,利用大型工程分析软件ADINA,分别对简单地基条件下基础不同振型及复杂地基条件下的耦合振动进行了系统的数值试验,并将所得的结果与相应条件下由!规范?方法与Lysmer 比拟法计算的结果进行了对比分析,验证了数值计算方法对于动力机器基础设计的系统性、可行性与优越性。关键词 动力机器基础 质 阻 弹 弹性半空间 数值方法中图分类号:TU476+ 1 文献标识码:A 文章编号:1000 131X (2002)01 0074 05
1 前 言
目前,国内外关于动力机器基础设计的理论和方法,主要有质 阻 弹模式和弹性半空间模式。建立在文克尔假定之上的质 阻 弹模式的动力机器基础设计方法,尽管形式简单,方法成熟,但它与动力机器基础及地基共同体系的实际作用机制及各种因素的反映还存在着较大的差别。这种方法除了刚度和阻尼确定比较复杂外,主要缺点是没有考虑地基土的惯性质量和基础 土系统振波的相互作用。作为理论上较质 阻 弹模式先进的弹性半空间模式,在数学力学上是严密的,对方程中的主要参数,如刚度和阻尼,能够做出物理解释,已经得到广泛发展。但是,应该承认,定量地计算地基和基础对动力特性影响的问题仍然没有解决[1~4]。对于复杂地基条件下(埋置、成层、不均匀性等)的动力机器基础,上述两种方法都只能建立在经验或简化假定之上,会造成计算结果与实际情况间的较大误差。近年来迅速发展的数值计算理论有较为广泛的适应性[5],故本文拟沿此途径对问题进行新的探讨。
2 数值计算理论与模型
2 1 基本控制方程
由于动力机器基础上的扰动荷载一般具有荷载小、频率高、往复次数多、作用时间长等特征,其土的纵向应变或剪应变量在10-6~10-4范围之内,土呈近似弹性特性。因此,把土与基础视作一线弹性共同作用体系,对于数值计算模型的选取是合适的。此
收稿日期:2000 02 26,收到修改稿日期:2000 07 20
时地基土的本构关系明确,主要参数为弹性模量E 及
波松比 。可由其物理方程、几何方程和运动平衡方程得到动力机器基础 地基体系的三维振动控制方程[6]。2 2 荷载等效
为了便于有限元计算,需把扰力荷载作等效处理。对于不同的振动类型,扰动荷载可按下列方法处理。
当基础与地基在机器产生的垂直扰动荷载作用下图1 垂直振动扰动荷载的输入
发生垂直振动时,机器与基础相连接,在荷载施加上,可以采取把扰力荷载作为三维元面荷载均匀地加到基础顶面(图1)。在数据输入时,通过对顶面单元面角点动力强度的控制来描述面荷。
当水平面上有扭转扰力矩M (t )作用时,基础将绕z 轴发生扭转振动(图2)。在荷载输入时,作如(图3)等效处理,且应满足
图2 扭转振动
第35卷第1期土 木 工 程 学 报Vol 35 No 1 2002年2月
C HINA CIVIL ENGINEERING JOURNAL
Feb 2002
M (t)=
4
i=1
F i (t )S i (1)
图3 振动荷载等效(O 为顶面形心)
且F 1与F 3,F 2与F 4大小相等,方向相反。
当在偏心水平扰力作用下,体系产生水平 摇摆耦合
振动(图4)时,其
扰动荷载输入按图5
处理。
图4 水平 摇摆振动(o 为基础质心,o #为o 在基础顶面上的投影点
)
图5 水平扰动荷载的输入
一般情况下,扰力中心线不会通过基础,即水平扰力位于基础顶面上方h 处。为完成有限元计算,需把水平扰力P x (t)平移至基础顶面上。在平移过程中,扰力大小不变,而由于扰力与质心距离的减小
引起摇摆弯矩损失。按图4,其损失弯矩大小为
M !s =P x (t)h
(2)
损失弯距通过如图5所示在基础侧面施加等值、
反向荷载来弥补,且使
M !s (t )=
2
i=1
F i (t)S i (3)
2 3 边界条件的确定
基础振动半空间问题的有限元法和一般结构问题中的有限元法基本处理的手法是一致的,特殊之处在于如何将无限边界处理成有限边界。考虑到通常的动力机器基础,与地震相比,其振动能量并不大,因此
在动力机器基础的一定范围内,动力反应已非常微弱,甚至接近于零[7]
。在有限元分析中,可采用通常的人工边界。对圆形基础,根据经验,其计算范围的底部边界取至8r 0,侧部边界取至6r 0,在这个范围的边界上再用人工边界处理,如固定边界法、粘滞边界法、吸收边界法、透射边界法和统一边界法等[8]。在实际应用中,由于粘滞边界法物理意义清晰,处理方法简单,对瞬态波吸收效果好,且在编制程序上易于实现,因此广为使用。故本文采用粘滞边界法,即在边界各节点上,人工施加集中阻尼,其大小为
法向: D n =?C p (4)切向: D s =?C s
(5)
式中?为介质密度,C p 、C s 分别为压缩波与剪切波传播速度,C p =
E ?,C s =G ?
。2 4 基底形状的等效处理
为了应用上述理论,实现有限元分析上的普遍性与统一性,需要对基度形状进行等效。本文采用文献[1]所介绍的确定等效圆形基础的等效半径的简化方
法(以面积相等为等效条件),其等效半径r 0的换算
公式为:
方形?a %a &底面 r 0=0 565a (6)矩形(B 0%L 0)底面 r 0=0 55B 0L 0
(7)
如为较窄长的矩形底面,则有 r 0=
B 0
#log tan #4+12tan -1L 0B 0+L 0
B 0
log tan #4+12tan -1B 0L 0
(8)
3 数值方法研究
本文研究的主要目的在于探索数值计算方法对于动力机器基础设计的系统性、可行性与优越性。首先在简单地基和振型条件下,对同一类型的动力机器基础分别用数值方法、Lysmer 比拟法(弹性半空间模式)、!规范?方法(质 阻 弹模式)计算,如对应的数值计算结果与另外两种计算结果是接近的,或满足一定范围内的误差,则认为数值计算方法是可行的。因前人的研究与大量的工程实践已经证明,Lysmer 比拟法与!规范?方法的计算结果在简单条件下是可信的,然后再计算弹性半空间法和质 阻 弹法无法计算或需作一定简化假定后方能做出计算的、复杂条件下的动力机器基础,将计算结果与通用方法结果进行比较,以考察数值方法的经济性,普遍性,以及对复杂条件下所具有的优越性。
?
75? 第35卷 第1期蒋东旗等?动力机器基础设计的数值方法研究
图6 单元剖分
为了便于分析与说明问题,减少运算处理上的麻烦,假定基础为钢筋混凝土大块式实体动力机器基础;基础形状规则;机组重心、基础中心、基础底面形心在同一垂线上,机器质量作为集中质量分布在基础顶面的有关节点上。
3 1 简单地基与振型条件下的数值方法与分析
(1)试验方案
基础特征值:基础底面积A =2 3%3=6 9m 2,基础高度h =0 84m,埋深h m =0 49m,基础底面形心坐标X c =1 15m,Y c =1 5m,密度?=2 4g/c m 3,E =8500MPa, =0 20。
地质条件:均质单层黄土状亚粘土,密度?=1 65g/c m 3
,容许承载力[R ]=120kPa,E =35MPa, =0 33。
由基础特征值及地质条件可确定有限元计算范围及边界条件。在本例计算区域内,共划分868个三维20节点六面体等参元,4411个节点,有限元剖分如图6所示。
扰力类型:
a 垂直振动。机器工作转速n =980转/分,机器主轴中心线到基础顶面距离0 3m,计算简图如图7所示。机器不平衡扰力(N):
一谐波扰力 P z 1(t )=0二谐波扰力P z 2(t)=220cos2?t
b 水平 摇摆振动。计算简图如图8所示,其它条件同垂直振动。水平扰力(N):
一谐波扰力 P x 1(t)=0二谐波扰力
P x 2(t)=8400cos2?t
c 扭转振动。机器工作转速n =375转/分,?=
39 3rad/s,机器不平衡扰力矩(N ?m):
一谐波扭转扰力矩 M 1(t)=3800cos ?t 二谐波扭转扰力矩 M 2(t)=2100cos2?t
图7 垂直振动计算简图
图8 水平 摇摆振动计算简图
(2)试验结果与分析
本文选择由ADINA 程序所计算出的基础底面或
控制点位移与!规范?方法、Lysmer 比拟法进行对比分析。为节省篇幅,!规范?方法与Lysmer 比拟法的
具体计算[1、2]
与算得的速度时程曲线、加速度时程曲
线及响应分布曲线等,此处一概略去。图9、图10及图11为简单地基条件下的垂直振动、水平 摇摆振动、扭转振动的基础顶面或控制点的位移时程曲线。
图9 垂直振动位移响应时程曲线
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76?土 木 工 程 学 报2002年
图10 水平
摇摆振动位移响应时程曲线
图11 扭转振动位移响应时程曲线
把时程中出现的最大位移幅值分别与弹性半空间的 Lysmer 比拟法 和质 阻 弹方法(!规范?方法)进行对比(如表1),则可以看出,在均质、各向同性及简单振动的情况下,数值方法与弹性半空间法、质 阻 弹法的计算结果相差不大。对垂直振动,其差值分别为0 3 m (4%)和0 7 m (9 3%)对水平 摇摆振动,分别为0 3 m (1 6%)和1 4 m (7 18%);对扭转振动,分别为4 18 m (9 9%)和2 4 m (5 7%)。由此可以说明,数值方法对于动力机器基础设计是可行的。
表1 基础顶面最大反应( m)
振 型位 移数值方法弹性半空间方
法(Lysmer 比拟法)质 阻 弹方
法(!规范?
法)
垂直振动
垂直位移幅值
7 57 26 8水平 摇摆振动水平位移幅值19 2
19 520 6扭转振动
水平位移幅值42 18
38
44 58
3 2 成层地基上耦合振动条件下的数值方法与分析
在验证了数值方法的可行性之后,需进一步对其优越性做出评价。
(1)试验方案:基础尺寸和地基第一层的条件同
前。地基第二层为粘土,密度?=2 0g/c m 3,地基承载力[R ]=5MPa,E =170MPa, =0 25,阻尼比D x %=0 13。由工程地质勘查提供:基础底面积A =图12 计算简图
20m 2的地基刚度系数C z 2=8 8%104kN/m 3。
机器主轴中心线到基础顶面的距离0 46m,机器转速n =375转/分,机器不平衡扰力(N 或
N m )的计算简图如图12所示。
一谐波扰力 P x 1(t )=0
二谐波扰力 P x 2(t )=5400cos2?t 一谐波扭转扰力矩 M 1(t )=8000cos ?t 二谐波扭转扰力矩 M 2(t )=4600cos2?t (2)试验结果与分析
取基础顶面位移幅值最大点M 作为控制点。其水平位移时程曲线如图13所示,最大水平位移幅值与Lysmer 比拟法和!规范?方法的计算结果如表2所示。可以看出,数值方法的计算结果明显较小,与
对复杂条件很不适应的Lysmer 比拟法相差43 33 m (29 08%);与简化的!规范?方法相差35 33 m (25 06%)。可见,更能模拟实际工作条件的数值方法在动力基础设计中具有很大的经济潜力。此外,数值计算方法对于不同尺寸、不同地质条件的基础动力响应计算具有明显的适应性与可操作性,而对于不同类型的动力机器基础振动具有明显的统一性与普遍性。由此看来,数值方法对于动力机器基础的设计具有很大的优越性。
图13 复杂条件下的振动位移时程曲线
表2 成层地基耦合振动时的最大反应( m)
位 移
数值方法
弹性半空间方法(Lysmer 比拟法)
质 阻 弹方法(!规范?法)
基础顶面M 点最大水平位移幅值
105 7
149 0
141 0
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77? 第35卷 第1期蒋东旗等?动力机器基础设计的数值方法研究
4 结 论
(1)数值方法对于动力机器基础设计是可行的,正确的。
(2)数值方法对不同的振动类型具有普遍性,它思路明确,无需对不同振动类型采用不同的动力计算公式与选择不同的计算参数。而且可同时得出振动影响区域内各处随时间变化的动力响应(位移、速度、加速度),及任意时刻动力响应的分布规律,可对任意时刻的动力基础及基础周围的动力响应作出是否满足要求的评价。
(3)动力机器基础设计的数值方法在模拟基础 地基这一体系的实际工作方面,无需再把影响动力反应的埋深、扰力形式、地质条件、基础形式等各种因素分割开来考虑,从而形成一个整体因素,大大简化了计算。
(4)数值方法能够考虑成层地基、参振质量、耦合振动、联合基础等因素,而质 阻 弹法与弹性半空间法对这些因素则只能作假定、简化处理或靠经验判断。对于耦合振动,它无需再对各种简单的振动分别计算,然后进行简单的代数叠加。只要它的参数和边界条件选取合理,阻尼考虑正确,其结果应具有更大的可信度。
(5)数值计算的结果已不再是基础这一质点的动
力响应,而是基础及地基这一体系各处、各个时刻的动力响应,因此对于动力基础的设计具有很大的指导意义与更好的广泛性。
综上所述,让动力机器基础设计回到真正动力反应分析这个核心上来是一条具有合理性、广泛性和优越性的途径。
参 考 文 献
[1] 谢定义 土动力学[M ] 西安:西安交通大学出版
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NUMERICAL SIMULATION METHOD FOR FOUNDATION DESIGN OF DY NAMIC MACHINE
Jian g Dongqi Xie Dingyi
(Zhejiang University) (Xian University of Technology )Abstract
The mass dashpot spring model and elastic half space model are current used in the design.Ho wever,there are some de fects.An atte mpt is made to find a ne w solution.The numerical simulation method is proposed in the paper.Now,the soil and mac hine is considered as elastic integrated system and solved with the software ADI NA.A series of numerical simula tion for the foundation under different vibration types are carried out.It is divided into simple and complicated soil conditions.The results are compared with that of the c urrent used models.It sho ws that the numerical simulation method is feasible.
Key words:foundation of dynamic machine,mass dashpot spring,elastic half space,numerical simulation method
蒋东旗 浙江大学岩土工程研究所博士研究生,主要从事地基处理技术及土动力学方面的研究。通讯地址:310027 杭州市
玉古路,浙江大学土木工程系
谢定义 教授,西安理工大学岩土工程研究所博士生导师,主要从事土动力学及非饱和土力学等方面的研究。
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78?土 木 工 程 学 报2002年
跳舞机器人设计毕业设计论文
课程设计任务书 （ 2015 级） 目录 摘要------------------------------------------------------4 引言------------------------------------------------------5 任务书-----------------------------------------------------6 第一章 我国机器人技术的发展概况------------------------------------7 第二章机器人的总体设计解剖 1.1资料的收集与阐述-----------------------------------------7 1.2机器人工作原理简介 1.总体设计剖------------------------------------------------8 2.伺服电机的剖析--------------------------------------------9 第三章机器人总体设计综述 ---------------------------------12 1、1设计课题的阐述-----------------------------------------12 1、2单片机的选择-------------------------------------------12 1、3主控板部分简介-----------------------------------------12 第四章机器人的总体设计方案与部分简介 1、1设计方案-----------------------------------------------13 1、2各部分功能及原理简介-----------------------------------13 第五章机器人的原理图设计、仿真及电路板制作 1、1机器人的原理图设计-------------------------------------15 1、2电源部分-----------------------------------------------16 1、3稳压电源部分-------------------------------------------16 1、5接口电路部分-------------------------------------------17 1、6单片机最小系统和ISP在线编程---------------------------18 1、9电路板制作---------------------------------------------18 第六章机器人电路板的调试与结论
机械基础《习题册》答案
机械基础《习题册》答案（部分） 绪论 任务 一、填空题 1、人为的实体，确定相对，能量，有用机械功； 2、动力部分，传动部分，执行部分，控制部分； 3、动力，工作，信息； 4、运动，力； 5、机器，机构； 6、构件，零件； 7、直接接触，可动； 8、低副，高副； 9、移动副，转动副，螺旋副； 10、电气，液压； 11、往复移动，连续转动； 12、机构运动简图。 二、判断题 1 ×2×3√4×5√6√7×8√9×10× 三、选择题 1 B 2D 3C 4B 5B 6D 7C 四、名词解释 机构：若干构件通过运动副连接而成的各部分间具有确定相对运动的构件组合体。 构件：机构中独立的运动单元； 零件：机器中最小的制造单元； 运动副：两个构件直接接触且能够产生相对运动的连接。 五、简答题 1、动力部分：机器工作的动力源； 执行部分：直接完成机器预定工作任务的部分； 传动部分：将动力部分的运动和动力传递给执行部分的中间环节； 控制部分：控制机器动作的其他组成部分； 辅助部分 2、构件是机器中取小的运动单元，零件是机器中最小的制造单元。构件可以是一个零件，也可以是由若干个零件组成，如内燃机中的连杆。 3、低副是面接触，易加工，承载能力大，效率低，不能传递复杂的运动； 高副是点红接触，难加工，易磨损，寿命低，能传递复杂的运动。
模块一 任务一 一、填空题 1、主要参数，接头，安装方法； 2、主动带轮，从动带轮，传动带； 3、摩擦型，啮合型； 4、平带，V 带，多楔带，圆带； 5、矩形、内表面； 6、开口传动，交叉传动，半交叉传动； 7、黏接，带扣，螺栓； 8、打滑，其他零件损坏。 二、判断题 1× 2√ 3√ 4× 5√ 6√ 7√ 三、选择题 1D 2B 3C 4C 5A 四、简答题 2、1）改变中心距的方法：①定期张紧，②自动张紧； 2）使用张紧轮。 任务二 一、填空题 1、等腰梯形，两侧面； 2、伸张层，压缩层； 3、帘布芯，绳芯； 4、7，Y ，E ； 5、型号，基准长度，标准编号； 6、轮缘，轮毂，轮辐； 7、铸铁，HT150，HT200； 8、定期检查，重新张紧，张紧力； 9、平行，重合； 10、带齿，轮齿； 11、链，齿轮； 12、>30m/s ，104~5×105r/min ； 13、平带，V 带 二、判断题 1√ 2× 3× 4√ 5√ 6× 7√ 8× 9× 三、选择题 1B 2C 3D 4D 5C 6D 7A 8C 9A 10D 11A 五、简答题 1、普通V 带分为Y 、Z 、A 、B 、C 、D 、E 七种型号，按次序其截面面积依次增大，传递的功率随截面面积的增大而增大。 六、计算题 1、解：5.21002501212=== d d d d i
关于机械设计基础课程的学习体会
合肥学院 Hefei University 论文题目关于机械设计基础课程的学习体会课程名称机械设计基础 指导教师韩成良 系别/班级化工系粉体材料科学与工程（2）班
姓名（学号）周桃磊 1403012003 关于机械设计基础课程的学习体会 作者：周桃磊 合肥学院，化工系，安徽，合肥，230601 摘要：机械设计（machine design），根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算并将其转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程。 机械设计是机械工程的重要组成部分，是机械生产的第一步，是决定机械性能的最主要的因素。机械设计的努力目标是：在各种限定的条件(如材料、加工能力、理论知识和计算手段等)下设计出最好的机械，即做出优化设计。优化设计需要综合地考虑许多要求，一般有：最好工作性能、最低制造成本、最小尺寸和重量、使用中最可靠性、最低消耗和最少环境污染。这些要求常是互相矛盾的，而且它们之间的相对重要性因机械种类和用途的不同而异。设计者的任务是按具体情况权衡轻重，统筹兼顾，使设计的机械有最优的综合技术经济效果。过去，设计的优化主要依靠设计者的知识、经验和远见。随着机械工程基础理论和价值工程、系统分析等新学科的发展，制造和使用的技术经济数据资料的积累,以及计算机的推广应用,优化逐渐舍弃主观判断而依靠科学计算。 关键词：机械设计机械工程粉体工程 正文 一：机械设计基础课程学习状况
1.学习意义：机械设计基础课程是粉体材料科学与工程专业的一门重要的专业课，它的任务是使我们掌握常用机构和通用零件的基本理论和基本知识，初步具有这方面的分析、应用、设计能力，并通过必要的基本技能训练，培养我们正确的设计思想和严谨的工作作风，为培养高素质技能型人才奠定基础。 机械设计基础课程是一门用以培养学生机械设计能力的技术基础课，本课程主要研究内容： 1、阐述常用机构的工作原理、运动特性及设计方法。 2、阐述常用零部件的工作原理、结构特点及设计方法。 3、介绍机械系统的设计思路和设计方法。 2.学习方法：（1）学会综合运用知识本课程是一门综合性课程，综合运用本课程和其他课程所学知识解决机械设计问题是本课程的教学目标，也是设计能力的重要标志。 （2）学会知识技能的实际应用本课程又是一门能够应用于工程实际的设计性课程，除完成教学大纲安排的实验、实训、设计训练外，还应注意设计公式的应用条件，公式中系数的选择范围，设计结果的处理，特别是结构设计和工艺性问题。 （3）学会总结归纳本课程的研究对象多，内容繁杂，所以必须对每一个研究对象的基本知识、基本原理、基本设计思路方法进行归纳总结，并与其他研究对象进行比较，掌握其共性与个性，只有这样才能有效提高分析和解决设计问题的能力。 （4）学会创新学习机械设计不仅在于继承，更重要的是应用创新，机械科学产生与发展的历程，就是不断创新的历程。只有学会创新，才能把知识变成分析问题与解决问题的能力。 二：机械设计基础课程内容更新 机械设计基础是高等学校机械类各专业的一门主干技术课，是一门综合性的专业技术基础课。由于它包括的内容广而散，纵横关系复杂，几乎每一章都包括工作原理、类型特点、机构设计或结构设计、参数选择等内容，涉及机械制图、理论力学、材料力学、金属工艺学等多门课程，该课程包含的内容广，主要表现在关系多、门类多、公式多、图形多和表格多等现象。该门课程与工程实际联系紧密，要学
机械设备动力配电柜(箱)安全技术要求正式版
Guide operators to deal with the process of things, and require them to be familiar with the details of safety technology and be able to complete things after special training.机械设备动力配电柜(箱)安全技术要求正式版
机械设备动力配电柜(箱)安全技术要 求正式版 下载提示：此操作规程资料适用于指导操作人员处理某件事情的流程和主要的行动方向，并要求参加施工的人员，熟知本工种的安全技术细节和经过专门训练，合格的情况下完成列表中的每个操作事项。文档可以直接使用，也可根据实际需要修订后使用。 机械设备的动力柜(箱)是车间配电系统的最末级，具有电力接收、分配、保护、控制功能的基础设施。在机械工厂中动力柜(箱)的拥有量多，分布面大，安装地点环境复杂，与作业现场各类人员接触的可能性最大；在企业管理中是薄弱环节，容易处于忽视的失控状态。尤其在进行设备检修、处理机械故障时，操作者与维修人员配合不当，极易发生触电事故。因此，保证设备动力箱(柜、板)的安全可靠性是十分必要的。
1．动力柜(箱)安全符合作业环境要求 电气设计安装规程规定，对不同的作业环境下所安装的动力柜(箱)及其线路有不同的要求。 (1)触电危险性小的一般生产场所和办公室，可采用开启式的配电板。 (2)触电危险性大或作业环境较差的加工车间、铸造、锻造、热处理、锅炉房、木工房等场所，应采用封闭式箱柜。 (3)有导电性粉尘或产生易燃易爆气体的危险作业场所，必须采用密闭式或防爆型的电气设施。 2．动力柜(箱)内安全要求
地基动力特征参数的选用
地基动力特征参数的选用 浙江国土工程勘察有限公司 华维松 浙江泛华工程有限公司勘察院 汪永森 一、概述 动力机器基础设计与其它结构物基础设计有着明显不同，其主要区别在于动力机器基础上部作用有由机器传来的动力。由于这种动力引起基础本身的振动，甚至影响到周围建筑物的振动。国标《动力机器基础设计规范》（CTB50040-96）（以下简称《动规》）确定的机器基础设计要求是使基础由于动荷载而引起的振动幅值，不能超过某一限值。这个限值的确定主要取决于：保证机器的正常运转以及由于基础振动所产生的振动波，通过土体的传播，对附近的人员、仪器设备 及建筑物不产生有害的影响。 机器在运转过程中，必然会产生动力荷载，按其动力作用的时间形式不同，大致可以分为三类：一类是旋转式机器的动荷载；一类是往复式机器的动荷载； 一类是瞬态脉冲动荷载（冲击荷载）。 动力机器基础设计的一般原则，除了要保证相邻基础不受其动力作用而产生过大的沉降（或不均匀沉降）外，还要求动力机器基础本身能满足下式要求： P≤γf f 式中：P ——基础底面地基的平均静压力设计值（KPa ） γf ——地基承载力的动力折减系数； f ——地基承载力设计值（KPa ） 动力基础设计时，应取得下列资料： 1 、机器的型号、转速、功率、规格及轮廓尺寸图等； 2 、机器自重及重心位置； 3、机器底座外郭图、辅助设备、管道位置和坑、沟、孔洞尺寸及灌浆层厚度、地脚螺栓和预埋件的位置等；
4、机器的扰力和扰力矩及其方向； 5、基础的位置及其邻近建筑物的基础图； 6、建筑场地的地质勘察资料及地基动力试验资料。 其中第6条就是地质勘察部门所要提供的资料。动力机器基础勘察要求较高，除了需要提供一般建筑勘察所需的岩土试验成果外，还要提供地基动力特征参数，这些参数主要包括以下9项：①天然地基抗压刚度系数；②地基土动弹性模量； ③地基土动剪变模量；④动泊松比；⑤天然地基地基土动沉陷影响系数⑥桩周土当量抗剪刚度系数；⑦桩尖土当量抗压刚度系数；⑧天然地基竖向阻尼比；⑨桩 基竖向阻尼比。 有关地基动力特征参数如何选择，应考虑哪些因素，如何应用等方面的专题论文很少，有的勘察人员不知道这些参数如何提供，提多大合适，感到困惑不解。本文通过位于萧山经济技术开发区的“通用电气亚洲水利项目”这一大型工程 的详细勘察，按照设计要求，结合场地地质条件，经过公式计算，通过地质类比法，现场测试，参照《动力机器基础设计规范》提供了设计所需的动力参数，施工中又进行了检测，还进行静力触探对比试验，并对试验成果进行评价达到了设计要求。 二、工程概况及地质条件 该工程位于萧山经济开发区，主体建筑物为1栋机器制造联合厂房，单层高24.9m。1栋二层办公楼及其辅助建筑物；（1、液氧站2、空压站3、废水处理4、 油化库等）还有动力机器基础，总建筑面积60400平方米。 （一）重型厂房、动力机器基础的特点及对勘察的要求 1、重型厂房一层高24.9m，框架结构，屋顶轻钢结构，柱网是12×24m，厂房内设有两台150T行车，柱下最大轴力设计值8000KN/柱。 2、动力机器基础，基础形式以实体（大块）式基础为主，最大基础面积 20×20m，基础砌置深度4.0m，设计单桩竖向承载力3650KN/柱，主要设备：液压试验台200～400T油压机，数挖镗洗床，三辊卷板机，其它车、洗、镗、立式钻床等振动方式以垂直振动为主，也有水平回转，大型动力设备基础，拟采取隔振消振措施，对重型厂房，动力设备基础设计拟采用桩基础，办公楼、辅助厂房 设计拟采用天然地基。
仿生机器人浅谈
仿生机器人浅谈 02320902 20090440 于苏显众所周知，自然界中的生物以其多彩多姿的形态!灵巧机敏的动作活跃于自然界，这中其人类灵巧的双手和可以直立行走的双足是最具灵活特性的。而非人生物的许多机能又是人类无法比拟的，如柔软的象鼻子，可以在任意管道中爬行的蛇，小巧的昆虫等。因此，自然界生物的运动行为和某些机能已成为机器人学者进行机器人设计!实现其灵活控制的思考源泉，导致各类仿生机器人不断涌现，仿生机器人就是模仿自然界中生物的外部形状或某些机能的机器人系统。 在人类发展的历史长河中，对仿生机械（器）的研究，都是多方面的，也就是既要发展模仿人的机器人，又要发展模仿其他生物的机械（器）。机器人未问世之前，人们除研究制造自动偶人外，对机械动物非常感兴趣，如传说诸葛亮制造木牛流马，现代计算机先驱巴贝吉设计的鸡与羊玩具，法国著名工程师鲍堪松制造的凫水的铁鸭子等，都非常有名。几年前，科技工作者为圣地亚哥市动物园制造电子机器鸟，它能模仿母兀鹰，准时给小兀鹰喂食；日本和俄罗斯制造了一种电子机器蟹，能进行深海控测，采集岩样，捕捉海底生物，进行海下电焊等作业。美国研制出一条名叫查理的机器金枪鱼，长1.32米，由2843个零件组成。通过摆动躯体和尾巴，能像真的鱼一样游动，速度为7.2千米/小时。可以利用它在海下连续工作数个月，由它测绘海洋地图和检测水下污染，也可以用它来拍摄生物，因为它模仿金枪鱼惟妙惟肖。 仿生机器人主要分为仿人类肢体机器人和仿非人生物机器人。仿人类肢体又可以分为仿人手臂和双足。仿非人的主要分为宏型和微型。仿人手臂型主要是研
究其自由度和多自由度的关节型机器人操作臂!多指灵巧手及手臂和灵巧手的组合。仿人双足型主要是研究双足步行机器人机构。宏型仿非人生物机器人主要是研究多足步行机器人（四足，六足，八足），蛇形机器人、水下鱼形机器人等，其体积结构较大。微型仿非人生物机器人主要是研究各类昆虫型机器人，如仿尺蠖虫行进方式的爬行机器人、微型机器狗、蟋蟀微机器人、蟑螂微机器人、蝗虫微机器人等。仿生机器人的主要特点：一是多为冗余自由度或超冗余自由度的机器人，机构复杂；二是其驱动方式有些不同于常规的关节型机器人，采用绳索或人造肌肉驱动。 仿生式体系结构的思想原理：从本质上来讲，慎思式智能、反应式智能以及分布式智能，都是对生物控制逻辑和推理方式的一种借鉴和仿生，但由于客观条件的限制和需求目的的局限，它们都只是从某一个角度和方向对生物智能的一种片面的、局部的模仿。本文的仿生式体系结构就是以前述的生物控制逻辑和行为推理为基础，充分借鉴基于慎思式智能、反应式智能和分布式智能等三种体系结构思想的优点与不足之处，针对目前机器人特别是未知环境下工作的移动机器人在控制体系结构方面所存在的缺点和问题，提出一种具有适应行为与进化能力的新的控制思想与理念。 借鉴分布式智能的思想，在控制体系结构中引人社会式行为控制层； 借鉴生物的自适应性思想，在控制体系结构中实现本代内的由慎思式行为层到反射式行为层的学习； 借鉴生物的自进化性思想，在控制体系结构中实现多代间的由反射式行为层向本能式行为层的进化(或退化)。 所以，仿生式体系结构共有四个行为控制层组成，即本能式行为控制层、反
动力机器基础设计规范 GB 50040-96
动力机器基础设计规范 GB50040－96 主编部门：中华人民共和国机械工业部 批准部门：中华人民共和国建设部 施行日期：1997年1月1日 关于发布国家标准《动力机器基础设计规范》的通知 建标[1996]428号 根据国家计委计综(1987)2390号文的要求，由机械工业部会同有关部门共同修订的《动力机器基础设计规范》已经有关部门会审，现批准《动力机器基础设计规范》GB50040－96为强制性国家标准，自一九九七年一月一日起施行。原国家标准《动力机器基础设计规范》GBJ40－79同时废止。 本标准由机械工业部负责管理，具体解释等工作由机械工业部设计研究院负责，出版发行由建设部标准定额研究所负责组织。 中华人民共和国建设部 一九九六年七月二十二日 1 总则 1.0.1 为了在动力机器基础设计中贯彻执行国家的技术经济政策，确保工程质量，合理地选择有关动力参数和基础形式，做到技术先进、经济合理、安全适用，制订本规范。 1.0.2 本规范适用于下列各种动力机器的基础设计： (1)活塞式压缩机； (2)汽轮机组和电机； (3)透平压缩机； (4)破碎机和磨机； (5)冲击机器（锻锤、落锤）； (6)热模锻压力机； (7)金属切削机床。
1.0.3 动力机器基础设计时，除采用本规范外，尚应符合国家现行有关标准、规范的规定。 2 术语、符号 2.1 术语 2.1.1 基组foundation set 动力机器基础和基础上的机器、附属设备、填土的总称。 2.1.2 当量荷载equivalent load 为便于分析而采用的与作用于原振动系统的动荷载相当的静荷载。 2.1.3 框架式基础frame type foundation 由顶层梁板、柱和底板连接而构成的基础。 2.1.4 墙式基础wall type foundation 由顶板、纵横墙和底板连接而构成的基础。 2.1.5 地基刚度stiffness of subsoil 地基抵抗变形的能力，其值为施加于地基上的力（力矩）与它引起的线变位（角变位）之比。 2.2 符号 2.2.1 作用和作用响应 Pz——机器的竖向扰力； Px——机器的水平扰力； p——基础底面平均静压力设计值； Mφ——机器的回转扰力矩； Mψ——机器的扭转扰力矩； Az——基组（包括基础和基础上的机器附属设备和土等）重心处的竖向振动线位移；Ax——基组重心处或基础构件的水平向振动线位移；
浅谈智能机器人教学及竞赛训练方法
我的智能机器人教学及竞赛训练心得 我校是2003年3月引进机器人，尝试进行机器人兴趣小组教学，至今已经开展有8年，在这8年时间里我校在机器人竞赛教学方面积累了比较多的经验。 机器人活动对学校来说属于一个较大投入的项目，想大范围的开展机器人教学对学校来说存在一定的压力，因此只能是选拔一部分有能力有兴趣的学生参与，先形成点，然后带动面再进行选修教学，针对参与学生就存在一定的选拔机制，这决定着如何培训如何选拔最好的学生参加活动，下面是我培训、选拔学生、参赛的整个流程： 有部分同学 自然淘汰退 出，参加其他 兴趣小组或 者是研究性 学习团队
自2009年以来新疆实行新课程改革，响应学校的政策，机器人小组也尽量向新课程模式靠拢，相继开设了机器人校本选修课、机器人研究性学习小组，这样做就可以将机器人课程纳入到学校正常教学的序列中，保证了机器人教学的学时，为机器人教学的开展建立了基本保障。 在机器人竞赛训练中主要对以下几个方面进行了侧重： 注重学生个人自学能力的培养，在现今这个社会越来越注重于个人的自学能力，通过C 语言到机器人知识的自主学习，学生们认识到学习不能仅仅在课堂上学习，还应在课余通过自己的努力探索进行学习，这作为他们的基本能力，这种能力可以迅速的在他们其他学科的学习中体现出来。要让学生充分认识到他自己才是学习的主体，作为教师要充分了解每位学生的学习特点，找到他们的长处，给他们创造可以挑战困难的环境，感受制作机器人的失败和成功，学生在自己制作机器人的过程中可能会遇到很多困难，这并不是坏事，这是他们成功的基石，只有通过这些困难和曲折，他们才能真正体验在自主学习中带来的快乐。 注重团队精神的培养，通过机器人竞赛的教学，越来越让同学们知道团队是多么重要，团队可以给他们带来快乐，带来灵感，能让他们充分体验到团队精神为他们机器人竞赛带来的益处。这个团队应该是个互相竞争的团队，也是个互相学习互相帮助的团队，努力营造一个团队学习的氛围，让学生在团队的氛围中愉快地探索、学习。在大的团队下，每个项目应该也有两个或者是两个以上的小组，这样小组之间可以经常比赛切磋，随时都可以发现有哪些不足，不断取得进步。在小组中不能光强调小组内的团结协作，更要强调小组和小组之间乃至不同竞赛小组之间的一种默契。在整个团队中一定要有一个具有凝聚力的同学，能够把大家都团结起来。这位同学必须有很坚强的毅力，遇到困难不会轻易放弃，能够坚持下去；善于分析对手的特点，学习别人的长处，带领同队同学不断前进；同时能够用他的行为感化别人带动别人，这是团队的精神所在。 注重创新能力的培养，机器人制作需要学生们的创新意识，需要他们踊跃进行创新，进行大胆的创新，只有这样自己制作的机器人才能独特于别人的，也才能比别人的机器人强。在这项中，我校的学生在每届的机器人大赛中都有突出的表现，我校学生曾将鼠夹改造后用于足球机器人的足球弹射，曾将建筑材料废料用于灭火机器人的传感器制作，曾自己到华菱市场寻找自己机器人能用的材料，这些都无不体现着学生主动创新主动制作的能力和愿望。 注重自信心的培养，机器人竞赛的机器人如果全是学生自己亲手做的，那么他对自己的机器人了如指掌，这样他自己的信心就比较足，而且遇到弱队和强队知道分析，攻其弱点，这本身就是一种自信心的培养。在机器人竞赛队伍里的学生有可能是在其他学科成绩不是很优秀的，但经过机器人兴趣活动的洗礼后，学生的自信心增强，然后学习成绩就会稳步提升，当然这要建立在学生对本活动具有较浓厚的兴趣，并参与了一些竞赛活动。 注重实践动手能力的培养，现今社会不缺精通理论的人，但奇缺能把理论给实践化的人，我机器人竞赛活动提倡学生利用自己手头的工具进行设计并进行制作，将自的想法付诸于实践制作，进而进行理论验证。在机器人队伍中一旦有这样一位同学善于设计，那么其他同学也会争相设计，做出各式各样的创新设计，然后同学们互相再进行交流，再进行修改，作出的设计就比较完美了。而这样培养出来的学生我相信进入社会将会对他的事业有较大帮助，对社会也会做出更大的贡献。 注重兴趣培养，兴趣是最好的老师，在整个选拔的流程中，也是我培养学生兴趣的流程，直到最后剩下的几个同学是真正能参与机器人竞赛的同学。使用这种筛选法，可以少去很多麻烦，如关系户、能力不行的等等都会给荡涤出去的，留下的全部是精英。 注重纪律要求的培养，因为在制作机器人方面需要遵守很多规范和规则，这就要从学生平时的为人处事出发，如严格要求每天的考勤，严格要求每天完成的任务并进行考核，如有
热能与动力机械基础
制冷和空调是相互联系又相互独立的两个领域。制冷是一种冷却过程，除用于食品冷冻加工、化工和机械加工等工业制冷外，其最主要的应用是空调。空调中既有冷却，也包括括供暖、加湿、去湿以及流速、热辐射和空气质量的调节等。 本章将以制冷循环或逆向循为核心，重点阐述制冷与空调系统中的能量转换关系和性能评价等内容。 第一节概述 一、制冷的定义与分类 制冷是指用人工的方法在一定时间和一定空间内将物体冷却，使其温度降低到环境温度以下，保持并利用这个温度。按照所获得的温度，通常将制冷的温度范围划分为以下几个领域：120K以上，普冷；120N0．3K，深冷(又称低温)；0．3K以下，极低温。 由于温度范围不同，所采用的降温方式，使用的工质、机器设备以及依据的具体原理有很大差别。工程应用上有多种人工制冷方法，如适用于普通制冷的蒸气压缩式制冷、吸收式制冷、蒸气喷射式制冷，适用于深度制冷(制冷温度为20~160K)的气体膨胀制冷、半导体体制冷、磁制冷等。空气调节系统中所用的人工制冷方法主要是蒸气压缩式、吸收式制冷。 二、制冷研究的内容 制冷研究的内容可以概括为以下四个方面： 1)研究获得低于环境温度的方法、机理以及与此对应的循环，并对循环进行热力学的 分析和计算。 2)研究循环中使用的工质的性质，从而为制冷机提供合适的工作介质。 3)研究气体的液化和分离技术。例如液化氧、氮、氢、氦等气体，将空气或天然气液化、分离，均涉及一系列的制冷技术。 4)研究所需的各种机械和设备，包括它们的工作原理、性能分析、结构设计。 三、制冷技术的应用 制冷技术的应用几乎渗透到各个生产技术、科学研究领域，并在改善人类的生活质量方面发挥了巨大作用。 1．商业及人民生活 食品冷冻冷藏和舒适性空气调节是制冷技术应用最为量大、面广的领域。 商业制冷主要用于各类食品冷加工、冷藏储存和冷藏运输，使之保质保鲜。现代的食品工业，从生产、储运到销售，有一条完整的“冷链”。所使用的制冷装置有：各种食品冷加工装置、大型冷库、冷藏汽车、冷藏船等，直至家庭用的电冰箱。 舒适性空气调节为人们创造适宜的生活和工作环境。如家庭、办公室用的局部空调装置；大型建筑、车站、机场、宾馆、商厦等使用的集中式。空调系统；各种交通工具，如轿
机械设计基础课程设计
南京工业大学 机械设计基础课程设计计算说明书 设计题目 系（院） 班级 设计者 指导教师 年月日
目录 1：课程设计任务书。。。。。。。。。。。。。。。。。1 2：课程设计方案选择。。。。。。。。。。。。。。。。2 3：电动机的选择。。。。。。。。。。。。。。。。。。3 4：计算总传动比和分配各级传动比。。。。。。。。。。4 5:计算传动装置的运动和动力参数。。。。。。。。。。。5 6：减速器传动零件的设计与计算 （1）V带的设计与计算。。。。。。。。。。。。。。8 （2）齿轮的设计与计算。。。。。。。。。。。。。。13 （3）轴的设计与计算。。。。。。。。。。。。。。。17 7：键的选择与校核。。。。。。。。。。。。。。。。。26 8：联轴器的设计。。。。。。。。。。。。。。。。。。28 9：润滑和密封。。。。。。。。。。。。。。。。。。。29 10：铸铁减速器箱体主要结构设计。。。。。。。。。。。30 11：感想与参考文献。。。。。。。。。。。。。。。。。32
一、设计任务书 ①设计条件 设计带式输送机的传动系统，采用带传动和一级圆柱出论减速器 ②原始数据 输送带有效拉力F＝5000N 输送带工作速度V＝1.7m/s 输送带滚筒直径d＝450mm ③工作条件 两班制工作，空载起动载荷平稳，常温下连续（单向）运转，工作环境多尘；三相交流电源，电压为380/220V。 ④使用期限及检修间隔 工作期限：8年，大修期限：4年。 二．传功方案的选择 带式输送机传动系统方案如图所示：（画方案图）
带式输送机由电动机驱动。电动机1将动力传到带传动2，再由带传动传入一级减速器3，再经联轴器4将动力传至输送机滚筒5，带动输送带6工作。传动系统中采用带传动及一级圆柱齿轮减速器，采用直齿圆柱齿轮传动。
浅谈小学机器人课堂教学的实践策略
浅谈小学机器人课堂教学的实践策略 [内容摘要]机器人，我们现在都已经比较熟悉了，她作为信息技术学科的一个拓展平台已经得到各方面的认可：让机器人走进课堂，走向每一位学生，让更多的孩子了解机器人，培养孩子综合能力和信息素养。然而，当我们看到机器人这个特殊的课堂教学平台的亮丽风景的同时，我们还在思考：机器人课堂教学中到底要教什么采用怎么样的教学模式与策略学生才会感兴趣对机器人教学成效又该怎样评价本文就以这样的思路，谈谈我对机器人课堂教学实践策略的思考。 [关键词] 机器人课堂教学实践策略 随着机器人课堂教学活动的不断推进，实践中的我们都遇到类似的困惑：学生对机器人的兴趣很高很高，可是在短短几堂课的教学实践之后，学生的兴趣、学生的热情似乎大打折扣，到底是什么原因引起的这种变化，怎样才能让机器人课堂“活”起来，让学生能够灵活应用机器人学习中的各种知识，解决生活中的实际问题，真正地做到活学活用。 一、找准机器人教与学的支点：机器人课堂教学到底要教什么 1.机器人课堂教学需要准确定位 首先，我们必须清楚地意识到，我们所讲的机器人不是一门学科，他不是大学所学的机器人学科“下放”到我们中小学的学习中来。 其次，我们必须明确我们开展机 器人课堂教学的主要任务是培养学 生对机器人研究的兴趣，同时培养学
生分析问题、解决问题的能力。 如今，新课程提倡研究性学习，真正的研究性学习才能激发学生兴趣，提高学习的效率，而我们的机器人的学习属于真正的研究性学习。在整个学习过程中，学生得到多元的乐趣体验，与生活息息相关。 因此，我觉得我们的机器人课堂教学的核心应该是：程序设计初步知识，在此基础上培养孩子协作、创新的多元智能。 2.认清机器人课堂教学对教师提出的要求 作为机器人课堂教学实践的我们自身需要做好各项准备，这也是对我们参与机器人课堂教学实践所提出的具体要求，我们在实践过程中发现机器人课堂实践对我们的要求很高，主要体现在：1.有一定的耐心。2.有一定的动手能力。3.有一定的电子技能技术。4.有一定的程序编写能力。5.有一定的创造欲望。6.有一定的观察生活感受生活的激情。 由于机器人的教学还是处于起步阶段，我们都还在不断了解，也都在“摸石头过河”，我们自身的准备工作，对自身所提出的要求，做得踏实一点，要求严格一些，在教学中就可以做到游刃有余。 二、瞅准机器人教与学的时机：什么时候开始教学机器人 机器人的学习需要学生的生活经验作为基础，包括学生对问题的分析、解决问题的能力，都会影响机器人学习的积极性。 曾经也有学者提出“程序设计教学越早越好”但我个人认为也不能太早。必须切合学生的学习实际，跟学校信息技术教学整体协同，不过我们可以在早期的机器人课堂教学采用实体机器人，进行搭建研究学习，简单介绍相关机械原理，培养孩子的动手能力。
设备基础计算书
设备基础计算书 1.计算依据 《动力机器基础设计规范》 (GB50040-96) 《建筑地基基础设计规范》 (GB50007-2002) 《混凝土结构设计规范》 (GB50010-2010) 《重载地面、轨道及特殊楼地面》(06J305) 《动力机器基础设计手册》 (中国建筑工业出版社) 2.工程概况 设备静载按G1=10t/m2=100KN/m2; 地基承载力特征值fa=180kPa; 采用C30混凝土，设备基础高度250mm，钢筋采用I级钢(HPB300) 根据所提资料计算160T冲床设备基础的承载力计算，设备基础根据设备脚架尺寸每边向外扩300mm进行计算。160T冲床设备基础示意图如下图所示 设备基础示意图 3.计算过程 设备基础正截面受压承载力计算() *fc*A=**1000000*A=*106A N=*G1*A =*105*A<*fcA 即设备基础正截面受压满足要求 3.2设备基础正截面受弯承载力计算 (仅计算长度方向,取土重度gma=20kN/m3，混凝土保护层厚度取30mm) pk=G1+G2=*105 +25*1000*= 单位宽度基地净反力 p=*( G1+G2-gma*h)=**103-20*103*=m 计算可得最大正弯矩为M=，支座最大负弯矩为M=根据()计算可得 基础底面计算配筋面积As1=565mm2 基础顶面计算配筋面积As2=258mm2 根据(GB50010-2010)取最小配筋率ρmin= 0. 2％ 最小配筋面积为Asmin=%*1000*250=500 mm2 基础顶部和底部可配12200(As=565mm2) 3.3地脚螺栓抗倾覆验算(每个设备基础共四个地脚螺栓孔) 取每个地脚的上拔力设计值 q1=* *（G1+G2）* A=****= 倾覆力矩MS=q1*=有设备基础的大小可知抗倾覆力矩
机器人设计
《机器人技术》讨论 ——机器人设计 姓名：毛振卿田宇杜家正吉书靖 讨论组的每人贡献：毛振卿15% 田宇40% 杜家正30% 吉书靖15% 指导教师：李艳文 2017年9月
目录 1 机器人系统的设计方法 (1) 1.1 机器人系统设计的基本原则 (1) 1.1.1机器人设计的整体性原则 (1) 1.1.2控制系统设计优先于机械结构设计（理论设计优先于实际设计）原 则 (1) 1.2机器人系统设计的阶段 (1) 1.2.1总体方案设计 (1) 1.2.2详细设计 (1) 1.2.3制造、安装、调试和编写设计文档 (3) 2 机器人系统的表达方法 (3) 2.1 位姿描述 (3) 2.2 运动轨迹 (3) 3 应用举例 (3) 3.1设计目的和任务 (3) 3.2机器人系统所在工作环境 (4) 3.3机器人系统的工作要求 (4) 3.4机器人的自由度及运动范围 (5) 3.4.1. 初步分析 (5) 3.4.2. 仔细分析 (5) 3.4.3. 确定技术参数 (5) 3.5控制系统总体方案 (5) 3.6驱动方式的选择 (6) 3.7机械部分设计 (7) 3.7.1. 采用关节型操作机 (7) 3.7.2. 腰部结构设计 (7) 3.7.3. 臂部结构设计 (7) 3.7.4. 腕部结构设计 (7) 3.7.5. 传动部分 (7)
摘要：机器人系统是一个典型的完整机电一体化系统，是一个包括机械结构、控制系统、传感器等的整体。对于机器人这样一个结合了机械、电子、控制的系统，在设计时首先要考虑的是机器人的整体性、整体功能和整体参数，然后再对局部细节进行设计。 前言：本报告研究了机器人系统的设计方法，需要考虑的各方面因素，从总体到细节，以及对于机器人系统的表达方式。最后给出了理论在实际方面的应用案例。 1机器人系统的设计方法 1.1机器人系统设计的基本原则 1.1.1机器人设计的整体性原则 （1）机器人系统任何一个部件或者子模块的设计都会对机器人的整体功能和性能产生重要的影响。 （2）机器人的工作环境对机器人的整体设计也有较大影响。如果机器人用在宇宙空间的环境里，那么无论是机械结构设计还是控制系统都要考虑温度的变化、重力的影响或者电磁干扰强度等；若机器人工作在颠簸的环境，那么机械结构及控制系统的整体抗振则是设计时要注意的；若机器人用于医疗领域，则对机器人的噪声污染有着严格的要求。 1.1.2控制系统设计优先于机械结构设计（理论设计优先于实际设计）原则 设计机器人之初，首先考虑的是机器人要实现的功能，然后根据功能要求来设计机器人的性能参数。控制系统的设计更多的是对现有资源的整合和集成，总体方案设计完成之后，先确定控制系统的基本方案，在进行理论推导及实验仿真等验证是否满足设计要求后，根据控制硬件的尺寸才能进行机械结构设计。 这一设计原则的缺点是机械设计部分放在最后，机械加工周期影响了机器人的总体研制速度，总体设计周期比较长。 1.2机器人系统设计的阶段 机器人系统的设计一般可以分成以下三个阶段： 1.2.1总体方案设计 首先明确机器人的设计目的，根据设计目的确定机器人的功能要求。 然后由功能要求设计者就可以明确机器人的设计参数。设计参数对机器人而言是表征设计方案的关键物理参数，其可以表示为机器人的各个子模块组件。讲设计参数以集合的方式表示则可以表述为总体的设计方案。 最后是进行方案比较，在初步提出的若干方案中通过对工艺生产、技术和价值分析之后选择最佳方案。 1.2.2详细设计 在总体方案确定之后，根据控制系统设计优先于机械结构设计原则，首先要做
机械基础第五版教材及习题册参考答案(供参考)
机械基础习题册（第五版）参考答案 劳动社会保障出版社 绪论 一、选择题 二、判断题 三、填空题 1．机械传动常用机构轴系零件液压与气动 2．信息 3．动力部分执行部分传动部分控制部分 4．制造单元 5．高副 6．滚动轮接触凸轮接触齿轮接触 7．滑动大低不能 8．机械运动变换传递代替或减轻 四、术语解释 1．机器——是人们根据使用要求而设计的一种执行机械运动的装置，其用来变换或传递能量、物料与信息，以代替或减轻人类的体力劳动和脑力劳动。 2．机构——具有确定相对运动的构件的组合。 3．运动副——两构件直接接触而又能产生一定形式相对运动的可动连接。 4．机械传动装置——用来传递运动和动力的机械装置称为机械传动装置。 五、应用题 1．答：
2．答： 零件：螺钉、起重吊钩、缝纫机踏板、曲轴、构件：自行车链条 机构：台虎钳、水泵、 机器：车床、洗衣机、齿轮减速器、蒸汽机、3.答：动力部分：发动机 传动部分：离合器、变速箱、传动轴、 执行部分：车轮 控制部分：方向盘、排挡杆、刹车、油门
*4．答：略 第一章带传动 一、选择题 二、判断题 三、填空题 1. 主动轮从动轮挠性带 2. 摩擦型啮合型 3. 摩擦力运动动力。 4. 打滑薄弱零件安全保护 5. 无两侧面不接触。 6. 帘布芯绳芯包布顶胶抗拉体底胶7．Y、Z、A、B、C、D、E 8．几何尺寸标记。 9．型号基准长度标准编号 10．实心式腹板式孔板式轮辐式 11．平行重合 12．调整中心距安装张紧轮 13．弧形凹形变直摩擦力传动能力
14．SPZ SPA SPB SPC 15.型号基准长度 16．啮合带传动齿轮传动 17．单面带双面带节距 18. 仪表、仪器、机床、汽车、轻纺机械、石油机械 四、术语（标记）解释 1．机构传动比-----机构中输入角速度与输出角速度的比值。 2．V带中性层-----当V带绕带轮弯曲时，其长度和宽度均保持不变的层面称为中性层。 3．V带基准长度L d-----在规定的张紧力下，沿V带中性层量得的周长，称 为V带基准长度。 4． 5．同步带传动------依靠同步带齿与同步带轮齿之间的啮合传递运动和动力，两者无相对滑动，而使圆周速度同步的一种啮合传动，称为同步带传动。 五、应用题 1．答：包角是带与带轮接触弧所对应的圆心角。 包角的大小，反映带与带轮轮缘表面间接触弧的长短。包角越大，带与带轮接触弧的越长，带能传递的功率就越大；反之，所能传递的功率就越小。 为了使带传动可靠，一般要求小带轮的包角a1≥120o。
浅谈机器人发展之路
浅谈机器人发展之路 ——人工智能与人类智能 摘要：人工智能是计算机科学研究中的一个极富诱惑和挑战的领域。本文介绍了机器人的分类和发展，并阐述了机器智能三种不同观点，最后通过人工智能与人类智能比较，展望了机器人发展的方向。 1 机器人的定义 在科技界，科学家会给每一个科技术语一个明确的定义，但机器人问世已有几十年，机器人的定义仍然仁者见仁，智者见智，没有一个统一的意见。原因之一是机器人还在发展，新的机型，新的功能不断涌现。根本原因主要是因为机器人涉及到了人的概念，成为一个难以回答的哲学问题。 但是在实用上，机器人（Robot）是自动执行工作的机器装置。机器人可接受人类指挥，也可以执行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。现在，国际上对机器人的概念已经逐渐趋近一致。一般说来，人们都可以接受这种说法，即机器人是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。联合国标准化组织采纳了美国机器人协会给机器人下的定义：“一种可编程和多功能的，用来搬运材料、零件、工具的操作机；或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。” 2 机器人的分类 按其拥有智能的水平可以分为三个层次： 一是工业机器人,它只能死板地按照人给它规定的程序工作,不管外界条件有何变化,自己都不能对程序也就是对所做的工作作相应的调整.如果要改变机器人所做的工作,必须由人对程序作相应的改变,因此它是毫无智能的。 二是初级智能机器人.具有象人那样的感受,识别,推理和判断能力.可以根据外界条件的变化,在一定范围内自行修改程序,也就是它能适应外界条件变化对自己怎样作相应调整.不过,修改程序的原则由人预先给以规定.这种初级智能机器人已拥有一定的智能,虽然还没有自动规划能力,但这种初级智能机器人也开始走向成熟,达到实用水平。 三是高级智能机器人。具有感觉,识别,推理和判断能力,同样可以根据外界条件的变化,在一定范围内自行修改程序。所不同的是,修改程序的原则不是由人规定的,面是机器人自己通过学习,总结经验来获得修改程序的原则。 3 文学和影视作品中的典型机器人元素 1920年，捷克斯洛伐克作家卡雷尔·恰佩克在他的科幻小说《罗萨姆的机器人万能公司》中，根据Robota(捷克文，原意为“劳役、苦工”)和Robotnik(波兰文，原意为“工人”)，创造出“机器人”这个词。 1938年，阿西莫夫发表第一篇科幻小说《偷乘飞船的人》和1941年的作品《理智》第一次提出了著名的“机器人三原则”。 70年代——90年代，《星球大战》系列里的R2D2和C-3PO，都是有着智能化程度比较高的机器人。 1999年，《Bicentennial Man》，中文名《变人》或叫《200岁的人》中的安德鲁。更是拥有了人类的思维，并通过先进科技，变成真正的人类。 2001年，斯皮尔伯格导演的《Artificial Intelligence》，中文名《人工智能》中的小主人公大卫。是生活在未来时代中一个有思想、有情感的小机器人，它是第一个拥有“爱”这一程序的机器人，由0和1组成的电讯号让它像真正的小孩那样享受着被人类关爱。 2004年，根据阿西莫夫小说《i, robot》改编的电影《机械战警》中的索尼。威尔?史密斯曾说：“《我，机器人》的中心概念是机器人没有问题，科技本身也不是问题，人类逻
机械设备动力配电柜(箱)安全技术要求
编号：SM-ZD-55766 机械设备动力配电柜(箱) 安全技术要求 Through the process agreement to achieve a unified action policy for different people, so as to coordinate action, reduce blindness, and make the work orderly. 编制：____________________ 审核：____________________ 批准：____________________ 本文档下载后可任意修改
机械设备动力配电柜(箱)安全技术要 求 简介：该规程资料适用于公司或组织通过合理化地制定计划，达成上下级或不同的人员之间形成统一的行动方针，明确执行目标，工作内容，执行方式，执行进度，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。 机械设备的动力柜(箱)是车间配电系统的最末级，具有电力接收、分配、保护、控制功能的基础设施。在机械工厂中动力柜(箱)的拥有量多，分布面大，安装地点环境复杂，与作业现场各类人员接触的可能性最大；在企业管理中是薄弱环节，容易处于忽视的失控状态。尤其在进行设备检修、处理机械故障时，操作者与维修人员配合不当，极易发生触电事故。因此，保证设备动力箱(柜、板)的安全可靠性是十分必要的。 1．动力柜(箱)安全符合作业环境要求 电气设计安装规程规定，对不同的作业环境下所安装的动力柜(箱)及其线路有不同的要求。
(1)触电危险性小的一般生产场所和办公室，可采用开启式的配电板。 (2)触电危险性大或作业环境较差的加工车间、铸造、锻造、热处理、锅炉房、木工房等场所，应采用封闭式箱柜。 (3)有导电性粉尘或产生易燃易爆气体的危险作业场所，必须采用密闭式或防爆型的电气设施。 2．动力柜(箱)内安全要求 柜(箱)内整洁、完好、无杂物、无积水，有足够的操作空间。不论哪种形式的箱、柜，均应符合电气设计安装规范要求。 (1)各类电气元件、仪表、开关和线路应排列整齐，安装牢固，操作方便，内无积尘、积水和杂物。 (2)落地安装的箱、柜底面应高出地面50～100mm，操作手柄中心距地面一般为1 200～1 500mm；箱、柜、板前方1．2m的范围内无障碍物(因工艺布置设备安装确有困难时可减至0．8 m，但不得影响箱门开启和操作)。