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新型折叠式双40英尺集装箱吊具——新型绳牵引并联机器人机构综合与分析
| 论文题名： | 新型折叠式双40英尺集装箱吊具——新型绳牵引并联机器人机构综合与分析 |
| 关键词： | 集装箱吊具;机构综合;6R机构逆运动学;绳牵引并联机器人;吊具机构 |
| 摘要： | 为了进一步提高货物运输的效率，减少船舶在港时间，集装箱吊具是其中关键问题之一。本文基于港机设备改造课题，对新型高效率的集装箱吊具机构的选型和其关键问题进行了研究。 集装箱吊具是装卸集装箱的专用机具，它具有与集装箱箱体相适应的结构，通过位于吊具四角的旋锁与箱体的顶角件连接进行起吊作业。本文通过对新型吊具的工况和需求的分析，在当今成熟的40英尺集装箱吊具的基础上，提出了一种新型具有折叠功能含并联机构的双40英尺集装箱吊具。该吊具在不改变桥吊结构的前提下，既能进行双排箱作业，又能在需要时折叠起来进行单排箱作业。 本文的主要内容如下： 1． 机构综合介绍现有单、双40英尺集装箱吊具，对吊具在装卸过程中的功能进行了分析，指出现有双40英尺集装箱吊具样机的不足；并对双排集装箱吊具在作业中可能的工况从箱的数目组合和箱的相对位姿两方面进行了分析，得出了双40英尺集装箱吊具两副吊具之间需有6个独立的位移输出才能满足所有工况的结论；提出了具有折叠功能的并联机构连接两副吊具的方案，并利用机构运动输出特征矩阵和单开链法确定了并联机构支路的结构。 2． 刚性并联机构逆运动学 双40英尺吊具操作使用过程中，调整刚性并联机构各角位移，使得两副吊具相对位姿与所检测到的两目标集装箱的相对位姿一致。本文将其该问题抽象为刚性并联机构的逆运动学求解，转化为单支路串联机构的逆运动学，并使用矢量代数法建立逆运动学模型，利用同伦方法对该模型进行求解。 3． 绳牵引并联机构逆运动学 对箱时需调整吊绳长度（结合桥吊和小车的移动）使吊具移动到集装箱上方对准集装箱，即绳牵引吊具的运动学问题，本文引入绳牵引并联机器人理论，对其逆运动学进行了研究。 4． 绳牵引并联机构动力学 为防止作业时绳中失去拉力或者拉力过大发生危险，本文对吊具的绳牵引并联机构模型进行了动力学分析，对绳中拉力的分布进行了分析。 |
| 作者： | 韩福峰 |
| 专业： | 机械电子工程 |
| 导师： | 杭鲁滨 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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