类矩形隧道单机械臂管片拼装机运动学逆解

陶建峰; 朱瑶宏; 覃程锦; 庄欠伟

doi:10.16183/j.cnki.jsjtu.2016.09.020

摘要

针对类矩形隧道盾构施工中管片拼装机工作空间紧凑、移送距离远、管片姿态调整灵活的要求,提出一种新型单机械臂管片拼装机.介绍了该拼装机的组成与工作原理,重点推导了该型拼装机跟踪特定轨迹的运动学逆解计算方法,并通过数值计算结果与SolidWorks仿真结果间的对比验证了该型拼装机运动学逆解计算公式的正确性.研究表明:新型单机械臂管片拼装机在回转平面内的运动学逆解具有解析解,其计算除常规代数运算外还涉及三角函数运算.相关结论为新型单机械臂管片拼装机运动控制器设计提供了运动学基础.

关键词： 管片, 拼装机, 运动学逆解, 盾构

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陶建峰 , 朱瑶宏 , 覃程锦 , 庄欠伟 . 类矩形隧道单机械臂管片拼装机运动学逆解[J]. 上海交通大学学报, 2016 , 50(9) : 1473 -1479 . DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2016.09.020

Abstract

针对类矩形隧道盾构施工中管片拼装机工作空间紧凑、移送距离远、管片姿态调整灵活的要求,提出一种新型单机械臂管片拼装机.介绍了该拼装机的组成与工作原理,重点推导了该型拼装机跟踪特定轨迹的运动学逆解计算方法,并通过数值计算结果与SolidWorks仿真结果间的对比验证了该型拼装机运动学逆解计算公式的正确性.研究表明:新型单机械臂管片拼装机在回转平面内的运动学逆解具有解析解,其计算除常规代数运算外还涉及三角函数运算.相关结论为新型单机械臂管片拼装机运动控制器设计提供了运动学基础.

Key words： 管片, 拼装机, 运动学逆解, 盾构

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