穿戴式抗振外骨骼减振机理分析及结构参数优化

来源 :西南交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sznzhu
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
“技工荒”是中国制造业普遍面临的问题,技术工人的缺乏阻碍了我国制造业转型。然而企业工人因工作产生的职业性肌肉骨骼疾病(Work-related Musculoskeletal Disorders,简称WMSDs)加剧了“技工荒”问题,因此许多学者提出引入工业外骨骼保护企业现有技术工人。目前工业外骨骼的研究大部分集中于减轻人体负重,而忽视了操作动力工具时振动对工人的危害。鉴于此,本文设计一种穿戴式抗振外骨骼,其同时具备工具支撑和减振功能,能够保护技术工人,减少由WMSDs产生的职工缺勤和离职问题。提出在飞机装配业铆接工艺中引入穿戴式抗振外骨骼,并分析其减振机理,优化结构。论文主要工作如下:首先,介绍制造业当前面临的“技工荒”问题、手工操作的危害性和飞机装配业技术工人WMSDs现状,表明了设计工业辅助设备的重要意义。调查工业外骨骼和抗振设备的研究进展,分析现有研究的优点与不足,提出同时具有减振和工具支撑功能的穿戴式抗振外骨骼,研究其在铆接工艺上的应用。其次,介绍穿戴式抗振外骨骼的整体结构和上肢模型,分析穿戴式抗振外骨骼辅助铆接工况,提出单自由度非线性人机耦合振动模型。利用拉格朗日原理建立了其动力学模型,得到系统运动微分方程及其特征。基于人机工程学提出逆向仿真法,得到人体手臂的等效刚度和阻尼。利用一阶谐波平衡法求解系统运动微分方程,计算系统稳态响应的解析解,得到不同参数和振动激励下系统的振动特性。再次,模拟飞机装配铆接工艺生产过程设计穿戴式抗振外骨骼实际减振性能铆接试验。提出加权平均法,利用穿戴和未穿戴外骨骼状态下铆接期和铆接间期不同姿势压力信号的均值及姿势权重综合评估其实际减振性能。结果表明抗振外骨骼能够降低50%以上的铆枪振动,对于铆接装配工人手臂有显著的保护作用。最后,采用正交试验法优化减振器结构参数。基于人机耦合力学模型和现有外骨骼样机参数,以标准正交表L16(45)设计5因素4水平的正交仿真试验。试验结果降低了68.9%力传递率Tf,确定了结构参数对抗振外骨骼减振性能影响的显著性排序。
其他文献
全国美术作品展览会(以下简称全国美展),作为新中国成立以来举国体制下各美术门类佳作汇聚的平台,它是迄今为止持续举办时间最长、参与人数最多、规模最大、最具影响力和权威
技术站作为铁路网中主要办理货物列车和车辆作业的车站,其技术作业能力直接对铁路货物运输生产的质量和效率产生影响。技术站的日常工作主要通过编制各种类型的作业计划来组织,需解决几个优化决策问题。其中,车流推算确定到发列车间的车流接续方案,调机运用解决调车机车的解体、编组等调车作业计划,到发线运用确定到发列车对到发线的占用方案,调车线运用解决车辆对调车线的占用方案。由于包含车流推算和调机运用的配流决策在很
随着铁路客、货运量的增加及车速的提高,轮轨滚动接触导致的材料破坏越来越严重。然而材料表面的失效机理却十分复杂,需要进行相应的理论研究来探究其力学机理,为实际的工程应用提供相应的理论依据。轮轨滚动接触时,其轮轨接触力将导致钢轨表面或次表面萌生微裂纹,裂纹面间的法向挤压或摩擦将引起裂纹面的张开或滑移。在循环载荷作用下,裂纹面长期处于局部张开、闭合及滑移的混合交变状态;另一方面,含表面裂纹的钢轨材料受到
超弹性材料广泛用于交通、建筑、机械、生物等工程领域,特别常用于结构的减震、密封等方面,其选材、工艺评价、老化分析都离不开表征材料基本性能的本构关系。获取超弹性材料本构关系的方法通常为单轴拉伸方法,而对于服役超弹性材料由于老化、辐照等因素影响,材料会发生劣化且不便于截取标准拉伸试样,因此对更便于测试服役超弹性材料力学性能的压入法进行研究是非常必要的。本文基于能量密度等效原理,通过有限元分析以及不同材
21世纪以来,就业用工形式逐渐呈现多元化特征。由于人口老龄化的推动、劳动者的自身需求、用人单位的经营需要、当前我国立法并没有对劳动者年龄作出上限规定等客观因素的存
第一章低水平血清泌乳素与多囊卵巢综合征不孕患者代谢紊乱的相关性研究研究背景:泌乳素(prolactin,PRL)除了在调节乳房发育和泌乳方面起良好作用外,已有其他300多种独立功能
党的十八届三中全会提出:“推进国家治理体系和治理能力现代化。”党的十九大指出,国家治理体系和治理能力现代化水平明显提高,全社会发展活力和创新活力明显增强。在理论层面,本文通过论证城市社区党组与城市社区治理关系,阐明城市社区党组织领导城市社区治理特点、作用和内容。在实践层面,成都的城市社区党组织领导城市社区治理工作在全国是走在前列的,提出的“在城市社区党组织领导下实现城市有变化、居民有感受、社会有认
自1988年10月我国第一条高速公路沪嘉高速公路建成通车以来,到2017年底我国高速公路总里程突破13万公里,高速公路经过了一个飞速发展的过程,高速公路在我国经济快速发展过程中起着不可或缺的作用;我国高速公路的建设、收费和管理一直以来都是以省为单位划分,通过省界站收费站相互隔离,形成了各自独立的体系。2018年5月,李克强总理提出取消省界收费站,按照国务院关于取消省界收费站的决策部署,落实新发展理
作为贯彻“一带一路”倡议布局的具体表现形式以及深化我国与沿线国家经济交流的主要载体,中欧班列的开行列数随着“一带一路”政策的不断建设也在稳步增长,到2019年底已累计开行2.1万多列。然而,在中欧班列不断发展过程中,中欧班列空箱调运和租赁费用居高不下。这是因为大部分班列公司都存在去回程开行数量不均衡的问题,相当数量的空箱在境外卸货后无法运回;其次,各班列公司主要代表当地政府的利益,其自备和租赁的集
油气管道是国家能源输送最安全有效的方式,在长期的运行过程中,会出现各种各样的管体缺陷,引起管道失效破坏。应力过大是导致管道失效破坏的一个重要原因。在役管道的管体应力除了包含服役过程中由环境因素和内压引起的应力外,还包含制管过程中产生的残余应力。冻胀/融沉作为天然气管道中较为常见的危害,使埋地管道产生较大的位移,管壁应力增大,威胁管道安全。以往有关管道冻胀/融沉的应力分析中,大多是以零初始应力为前提