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瑞典輪式全方位移動(dòng)機(jī)器人 運(yùn)動(dòng)學(xué)分析與控制 喬瓦尼因迪韋 摘要瑞輪式機(jī)器人已經(jīng)收到了越來(lái)越多的關(guān)注過(guò)去數(shù)年。他們的動(dòng)學(xué)模型有有趣的性質(zhì)流動(dòng)性和可能的條件奇點(diǎn)。本文所涉及的問(wèn)題的運(yùn)動(dòng)學(xué)建模，奇異性分析和運(yùn)動(dòng)控制1通用汽車配備瑞典車輪。 指數(shù)計(jì)算，移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)，移動(dòng)機(jī)器人，運(yùn)動(dòng)控制， 輪式機(jī)器人。 一 引言 在過(guò)去的幾年中，瑞典輪式全方位移動(dòng)機(jī)器人中得到越來(lái)越多的移動(dòng)機(jī)器人注意研究界。一家瑞典輪不同于普通輪事實(shí)上，在滾筒安裝在其周邊（見(jiàn)圖。1）。如果所有滾筒平行，彼此就錯(cuò)位輪轂軸，他們將提供額外的流動(dòng)性程度，對(duì)于一個(gè)傳統(tǒng)的完美滾輪。 如圖所示的車輪。 1是通常被稱為mecanum或瑞典車輪：其設(shè)計(jì)參數(shù)之一是之間的角γ輥軋制方向G和輪轂軸方向每小時(shí)典型γ值= 45，γ= 0??，如圖所示。 1（左，右的情況下，分別）。請(qǐng)注意，退化情況γ= 90?沒(méi)有實(shí)際利益，因?yàn)樗鼘⑹箓鹘y(tǒng)的車輪一樣的流動(dòng)性。 圖。 2。三輪omnidrive機(jī)器人：幾何模型 該單位向量n緯H是贊同軋輥鈥檚軸的主要車輪周長(zhǎng)和u緯小時(shí)：= n的緯?脳K表顯示瞬時(shí)切線速度與旋轉(zhuǎn)方向圍繞相關(guān)的滾子?緯小時(shí)。所有的車輪被假定為相同，并具有相同的半徑蟻。該機(jī)構(gòu)在固定框架心連心輪位置記波黑。每個(gè)輪轂軸，即單位向量，單位向量車輪鈥檚主要旋轉(zhuǎn)軸，是指由尼克：新罕布什爾州= 1。終于每個(gè)車輪，單位向量恩：=新罕布什爾州脳k是定義說(shuō)明瞬間，作為一個(gè)后果輪切線速度方向其周圍旋轉(zhuǎn)的新罕布什爾州。請(qǐng)注意，參考圖。 1，單位向量u緯h和新罕布什爾州將符合G和H分別。在由于假設(shè)，所有的K例外推出向量平行地平面體育。 鑒于任何兩個(gè)三維向量的組件A和B在共同正交框架，其載體的產(chǎn)品將被計(jì)算使用斜對(duì)稱矩陣S（·），使得 a × b = S(a) b. VC的調(diào)用這些機(jī)器人中心（如點(diǎn)線速度顯示c的圖。 2）和ωK表的角速度矢量，速度矢量的VH每一個(gè)全方位的輪轂中心將得到由vh = vc + ω k × bh, h= 1, 2, 3, . . . , N. 考慮到通用心連心輪和目前的時(shí)間下降指數(shù)H為簡(jiǎn)譜記譜法清晰起見(jiàn)，在完美的滾動(dòng)的情況下，的速度v =給出的VH（2）將身體的實(shí)現(xiàn)滾筒旋轉(zhuǎn)的車輪周圍nγ和周圍旋轉(zhuǎn)的翻譯也就是說(shuō)，假設(shè)nγ和n是不對(duì)齊，即γ=（2ν+ 1）90?，其中ν是一個(gè)整數(shù) v = α uγ + β u 這意味著 nT v = α_nT uγ_nTγ v = β_nTγu_ 因而 v =nT vnT uγuγ +nTγvnTγuu. 請(qǐng)注意，滾子自轉(zhuǎn)引起周圍第一屆nγ在右邊的（3）是完全被動(dòng)而車輪旋轉(zhuǎn)引起周圍上右邊第二個(gè)任期?3）假定為積極的汽車生產(chǎn)。新罕布什爾州q˙調(diào)用每小時(shí)角速度與在人體中固定幀心連心電機(jī)相關(guān)，在完美的滾動(dòng)的情況下，與“聯(lián)合”和繪圖速度q˙在任何給定相應(yīng)的速度v輪轂將給予 nTγuT nγv = ρ q˙ 其中的貢獻(xiàn) nT vuTγnuTγ 在U v的方向已經(jīng)明確承擔(dān)不利于ρq˙，如完善的滾動(dòng)給予假說(shuō)，它完全產(chǎn)生滾筒的被動(dòng)輪換。代（2）回（4），鑒于這uThnγ? = -余弦的任何Hγ，一得到 ? 1cos γnTγ h vc +1cos γnTγ h S(bh ) k ω = ρ q˙ 由所有的向量投影（5）一個(gè)共同的體與固定框架其第三軸等于K⊥磷，在termnTγ和承（波黑）K的結(jié)果 nTγ h S(bh ) k = nγ xh by h ? nγ yh bxh = ?bThuγ h 總結(jié)，（5）可以作為通用組件解釋逆微分運(yùn)動(dòng)學(xué)方程矩陣形式 M _vcω_= ρ q˙ cos γ M = ? ? ???? nγ x1 nγ y 1 bT1uγ 1nγ x2 nγ y 2 bT2uγ 2.........nγ xN nγ yN bTN uγN∈ IRN ×3 智能道路網(wǎng)和Q˙∈× 1是聯(lián)合速度向量。方程（7）及（8）代表通用運(yùn)動(dòng)學(xué)模型[9]瑞典輪式車輛與N輪。相反，其他大多數(shù)模型介紹在文獻(xiàn)中是相對(duì)固定的三，四個(gè)輪子的配置，他們讓一個(gè)有充分詳細(xì)的車輛運(yùn)動(dòng)學(xué)分析作為一種性能不僅輥輪轂定向γ功能，但也相對(duì)輪位置。這種分析可能會(huì)非常有用的機(jī)械和控制系統(tǒng)的汽車設(shè)計(jì) 。 假設(shè)COS的γ= 0，而M有等級(jí)3，方程（7）可以用來(lái)計(jì)算所需的車輛速度為關(guān)節(jié)速度命令（及物動(dòng)詞光盤，ωd）筆。特別是，下面的引理成立。 引理1：由于瑞典的輪式移動(dòng)機(jī)器人與N相同半徑ρ滿足（7）輪轂，任何需要的車輛速度（及物動(dòng)詞光盤，ωd）筆可以實(shí)現(xiàn)通過(guò)使用適當(dāng)?shù)年P(guān)節(jié)速度q˙d如果且僅當(dāng)下列所有條件成立： C.1節(jié)COS的γ= 0; 特別是，q˙ d =1ρ cos γM_vcdωd _ . 在以前的條件C.1節(jié)或任何違反對(duì)應(yīng)豐富的新石器時(shí)代晚期以一種不同的運(yùn)動(dòng)學(xué)奇異：侵犯的狀況C.1節(jié)將對(duì)應(yīng)的控制權(quán)力全部損失，而違反將豐富的新石器時(shí)代晚期的條件對(duì)應(yīng)于一個(gè)可控的損失，對(duì)于任何輸入q˙，國(guó)家衍生物（室速的選擇?，ω）筆會(huì)唯一不能確定。矩陣M定義（8）可為M = [Ml的馬]分解， 其中Ml的∈智能道路網(wǎng)及馬∈× 2 × 1，這樣的IRN Ml vc + Ma ω = ρ q˙ cos γ. 三.瑞典輪式制導(dǎo)控制 全方位的機(jī)器人 根據(jù)得到的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，軌跡跟蹤和構(gòu)成的通用裝備機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制問(wèn)題監(jiān)管withN≥3 Swedishwheels得到解決。建議的解決方案，除了而一般的車輪數(shù)量，γ值，車輪配置，聯(lián)合速度飽和明確帳戶。該控制問(wèn)題是制定為指導(dǎo)控制問(wèn)題，即聯(lián)合q˙H的速度假設(shè)為控制輸入和線性和機(jī)器人角速度ωVC和滿足（7）的產(chǎn)出。當(dāng)然，在實(shí)踐中，這種方法需要執(zhí)行較低水位控制回路映射q˙D的驅(qū)動(dòng)器的聯(lián)合參考速度命令。 A: ：低水位控制設(shè)計(jì) 正如標(biāo)準(zhǔn)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制架構(gòu)[22]，低級(jí)別控制系統(tǒng)可以設(shè)計(jì)無(wú)論是在分散或集中在一時(shí)尚。在前者情況下，每個(gè)驅(qū)動(dòng)器是單獨(dú)控制，一個(gè)典型的速度PID回路（作為實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證本文報(bào)道），在后一種情況下，中央控制解決方案可以得出基于計(jì)算力矩（即反饋線性化）方法。 分散控制（或獨(dú)立的共同控制）方法更簡(jiǎn)單：每個(gè)Q的˙D是作為參考信號(hào)使用的組件相應(yīng)的PID調(diào)節(jié)器速度環(huán)，動(dòng)態(tài)聯(lián)軸器各執(zhí)行機(jī)構(gòu)被忽視。如果這種低層次的控制系統(tǒng)（也就是說(shuō)，每個(gè)驅(qū)動(dòng)器速度伺服回路）正在迅速關(guān)于機(jī)器人動(dòng)態(tài)導(dǎo)航之一，期望之間的聯(lián)合速度滯后和真正的速度是微不足道的聯(lián)合：在這種情況下，只要完美的滾動(dòng)約束滿意，themapping之間的車輛速度（及物動(dòng)詞?，ω）T和聯(lián)合的速度將接近的系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型（7）具有所需的（或指揮）q˙在右邊d的地方聯(lián)合速度的真正聯(lián)合速度q˙。 集中控制解決方案一般都是基于動(dòng)態(tài)機(jī)器人模型[17，總。 12頁(yè)。493-502]，動(dòng)態(tài)方程輪式機(jī)器人與瑞典作為一個(gè)幾何描述 第二節(jié)具有以下結(jié)構(gòu)： I q¨ + (C(ω) + F) q˙ = τ 與我∈的IRN × N為正定慣性矩陣，C（ω）∈智能道路網(wǎng)× N的斜對(duì)稱矩陣科里奧利和離心力（ωk是機(jī)器人的角速度），男∈的IRN × N的對(duì)角摩擦矩陣，智能道路網(wǎng)和τ∈× 1的驅(qū)動(dòng)力矩的載體。鑒于非對(duì)角矩陣的性質(zhì)，我和C（ω）和依賴（7）從q的ω˙，（11）是非線性和耦合。然而，作為一般工作機(jī)器人機(jī)械手[22]，控制輸入向量τ可以計(jì)算基于一個(gè)非線性狀態(tài)反饋線性化（或計(jì)算扭矩）解決方案，即 τ = (C(ω) + F) q˙ + I y 引起（記得，我滿級(jí)），線性模型和解耦 q = y 這可以被用來(lái)設(shè)計(jì)一個(gè)?閉環(huán)解決方案，以跟蹤參考信號(hào)q˙D 鑒于計(jì)算力矩的解決方案明確規(guī)定的帳目系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)耦合計(jì)算預(yù)計(jì)將表現(xiàn)出更好的跟蹤性能，特別是高速和加速度 引用。不過(guò)，由于同時(shí)也體現(xiàn)了報(bào)道的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，獨(dú)立的聯(lián)合解決方案似乎有足夠的 精確跟蹤和定速簡(jiǎn)單的軌跡準(zhǔn)確。此外，由于本研究的主要目的是驗(yàn)證一個(gè)驅(qū)動(dòng)器速度在指導(dǎo)一級(jí)的管理策略，只有獨(dú)立的聯(lián)合低級(jí)別的控制解決方案（即執(zhí)行器的PID速度伺服回路）實(shí)施。 在下面，瑞典輪式機(jī)器人將被假定為有低層次的獨(dú)立系統(tǒng)聯(lián)合控制等實(shí)物，構(gòu)成的軌跡跟蹤和監(jiān)管的問(wèn)題將得到解決在指導(dǎo)水平，即，考慮到聯(lián)合指揮速度qd的控制輸入和（及物動(dòng)詞?，蠅）作為輸出?根據(jù)純粹運(yùn)動(dòng)學(xué)模型（10）。為了制訂和軌跡跟蹤造成監(jiān)管的問(wèn)題，下面的符號(hào)將用于：給定一慣性（全球）框架?=（i和j，k）的具有k：=（我脳十）鈯P，其中P是平面地板，參考（平面）的軌跡是一個(gè)微曲線在P rd (t) = i_rTd(t)i_+ j_rTd(t)j_ 曲線與橫坐標(biāo) s(t) :=_ tt 0dτdτ 和單位切向量 td = d rdds. 運(yùn)動(dòng)學(xué)軌跡跟蹤問(wèn)題在于找到一個(gè)該系統(tǒng)控制律的輸入q˙d使得位置和航向跟蹤誤差 er (t) := rd (t) ? rc (t) e? (t) := ?d (t) ? ?(t) 收斂于零，與區(qū)局（噸）作為G中的地位?一個(gè)參考點(diǎn)（例如，幾何中心或心的機(jī)器人），蠒（噸）的標(biāo)題，蠒D（噸）所需的參考方向。請(qǐng)注意，對(duì)于有獨(dú)輪車或汽車類非完整車輛運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，參考標(biāo)題蠒D（t）是不是任意的，而是需要配合該軌道切線方向的單位向量運(yùn)輸署。相反，鑒于任何位置參考軌跡路（噸），瑞典的輪式車輛將可以自由地跟蹤任意標(biāo)題蠒D（噸），這并不一定需要配合的TD標(biāo)題。 的姿態(tài)調(diào)節(jié)問(wèn)題是一個(gè)特殊情況的軌跡跟蹤1時(shí)發(fā)生的位置和方向的引用常數(shù)，即當(dāng)˙次= 0和φ˙D = 0。 B:軌跡跟蹤控制器設(shè)計(jì) 與先前推出的符號(hào)，根據(jù)審議系統(tǒng)（10）˙區(qū)局（噸）= VC和φ˙（噸）=ω作為機(jī)器人線性和角速度。假設(shè)條件的C.1和C.2引理1得到滿足，n≥3時(shí)，馬⊥跨度（毫升）（可以是永遠(yuǎn)保證了機(jī)器人的幾何設(shè)計(jì)合理），那么任何風(fēng)險(xiǎn)投資所需的機(jī)器人線速度=（·，·，0）T和角速度ωK表是唯一映射到控制輸入q˙D如下 q˙ d = q˙ dl + q˙ da q˙ dl =ρ cos γMl vc q˙ da =1ρ cos γMa ω. 在進(jìn)行了一次標(biāo)準(zhǔn)的辦法，來(lái)解決軌跡跟蹤問(wèn)題，考慮李雅普諾夫候選函數(shù) V =12eTrKr er +12 eT? K? e? 與Kr∈IR2 × 2是一個(gè)對(duì)稱正定（Kr> 0）矩陣和Kφ積極的常數(shù)。時(shí)間的V結(jié)果衍生 V= eTrKr ( ˙rd (t) ? vc) + eT? K? ( ˙ ?d (t) ? ω) . 如果滿足VC和ω vc = ˙rd (t) + Kr (rd (t) ? rc (t)) ω = ˙ ?d (t) + K? (?d (t) ? ?(t)) 那么時(shí)間將V的導(dǎo)數(shù)負(fù)定，即 V= ?eTrKr Kr er ? (K? e? )2 < 0. 代（23）和（24）在（19）和（20），相應(yīng)的聯(lián)合命令結(jié)果的速度 q˙ d (t) = q˙ dl (t) + q˙ da (t q˙ dl (t) =1ρ cos γMl ˙rd (t) +1ρ cos γMl Kr (rd (t) ? rc (t)) q˙ da (t) =1ρ cos γMa ?˙ d (t) +1ρ cos γMa K? (?d (t) ? ?(t)) . 在溶液中（26）是前饋條件組合比例到基準(zhǔn)線速度和角速度和反饋長(zhǎng)期的跟蹤誤差成正比。建議的解決方案可確保全局指數(shù)穩(wěn)定的平衡= 0，eφ= 0的誤差動(dòng)態(tài)，從而（有力）解決軌跡跟蹤問(wèn)題?？刂品ǎ?6）是兩個(gè)貢獻(xiàn)的總和：第（27）相對(duì)定位跟蹤和第二（28）至抽穗期跟蹤。它應(yīng)值得注意的是，由于假設(shè)，馬⊥跨度，兩個(gè)命令（27）和（28）不互相干擾，即q的˙分升貢獻(xiàn)機(jī)器人的角速度和貢獻(xiàn)q的˙大到機(jī)器人的直線速度都是空。 C:執(zhí)行器飽和問(wèn)題 派生控制律含蓄上述分析假定機(jī)器人實(shí)際上可以（并立即）執(zhí)行任意Q˙D不論它的規(guī)范。在實(shí)踐中，執(zhí)行器將不理想的：特別是，他們將有一個(gè)非空的響應(yīng)時(shí)間和一個(gè)上上的綁定最大輸出。至于響應(yīng)時(shí)間而言，它必須是假設(shè)下級(jí)執(zhí)行器伺服回路速度更快比指導(dǎo)（運(yùn)動(dòng)學(xué)）循環(huán)。這項(xiàng)規(guī)定是反映作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的權(quán)力和參考軌跡：設(shè)計(jì)選擇前者必須充分具備的特定屬性大慣性車輛，使車輛的最大加速度可遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于最大加速度¨φd參考（噸）以及˙次（噸）。至于車輛最大加速比超過(guò)最大加速度參考足夠大，該運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)行為指導(dǎo)法律將被罰款。因此，正如其他任何運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì)指導(dǎo)解決方案，該控制法應(yīng)實(shí)施瑞典輪式車輛足夠強(qiáng)大的執(zhí)行機(jī)構(gòu)方面在最大加速度¨φd參考（噸）以及˙次（噸）。應(yīng)一決定處理車輪打滑和側(cè)滑現(xiàn)象[15]，[19]通過(guò)設(shè)計(jì)的動(dòng)態(tài)模型（11基于運(yùn)動(dòng)控制器）該機(jī)器人，一個(gè)較低的水平控制回路為基礎(chǔ)勾勒[動(dòng)態(tài)由（12）]應(yīng)該被添加到運(yùn)動(dòng)學(xué)的制導(dǎo)回路（如建議在[16]）。如需有關(guān)移動(dòng)動(dòng)態(tài)模型討論機(jī)器人配備了瑞典的輪子，參考[17]或[13]和[18]，在這樣一個(gè)模型來(lái)計(jì)算接近最優(yōu)軌跡。至于執(zhí)行器速度飽和，情況稍微復(fù)雜。鑒于比例控制律的性質(zhì)（26），跟蹤錯(cuò)誤（無(wú)論是在位置或標(biāo)題）或所需的參考速度可以隨時(shí)將發(fā)生大的驅(qū)動(dòng)器，足以達(dá)到它們的極限。調(diào)用q藱maxj> 0，最大絕對(duì)值執(zhí)行器j，一個(gè)qD鈭可能速度可以選擇作為藱尿流率=（qmaxj明季），其中j = 1，2，。 。 。 ，注不管收益 k和Kr，取決于KrD（噸），K路（噸），呃（噸），或電子郵件r（噸），飽和度條件 _q˙ d _∞ ≤ q˙max 可能總是受到侵犯。請(qǐng)注意，雖然φ˙D（噸前饋信號(hào)）以及˙路（噸）可最終總是有界的，跟蹤誤差的初步條件不設(shè)計(jì)參數(shù)。因此，一個(gè)指揮q˙D的一由于超過(guò)無(wú)窮多的規(guī)范初始條件不能先驗(yàn)排除在外。 D: 跟蹤器速度飽和的存在 執(zhí)行器速度飽和的存在嚴(yán)重影響 性能：考慮，特別是添加劑結(jié)構(gòu)（26），執(zhí)行器 速度飽和度可以影響角之間的解耦指揮 和馬的事實(shí)并不盡管線性車輛速度 屬于跨ofMl。參考（26），假設(shè)，例如， 所有部件的Q˙分升（噸）范圍內(nèi)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，但 由于增加Q˙達(dá)（噸后果），有些整體指揮 聯(lián)合速度q˙D（噸）超過(guò)限額的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在這種情況下，無(wú)論是 機(jī)器人指揮的線性和角速度會(huì)被破壞的一 不可預(yù)知的方式。甲（已知）快速和骯臟的出路這個(gè)問(wèn)題 可以簡(jiǎn)單地縮小q˙D（噸），使得其所有組成部分 是在可接受的范圍。這當(dāng)然，永遠(yuǎn)保證 該聯(lián)合指揮速度是適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，但 人會(huì)需要證明，這種策略并不危害 漸近穩(wěn)定的跟蹤誤差為零。此外，在許多 應(yīng)用程序，它可能發(fā)生，要么直線或角速度命令 可能有最高的優(yōu)先權(quán)。在這種情況下，縮減 整體聯(lián)合司令部將有放緩的負(fù)面影響 收斂的最高優(yōu)先任務(wù)，因?yàn)榇嬖谒俣仍诘蛢?yōu)先級(jí)之一。為了應(yīng)付這個(gè)問(wèn)題，并保證一個(gè)優(yōu)先的位置和方向的執(zhí)行跟蹤任務(wù)，下面所提出的控制法修改建議：在 概括（26）應(yīng)與加權(quán)錯(cuò)誤和參考依賴 權(quán)重，使得：1）所產(chǎn)生的q˙d命令的執(zhí)行機(jī)構(gòu)已normwithin 限制; 2）任務(wù)（位置和航向跟蹤本案）的執(zhí)行的一個(gè)基于優(yōu)先級(jí)的時(shí)間順序（高優(yōu)先級(jí)任務(wù)第一）;和3）的跟蹤誤差收斂到零?？紤]飽和函數(shù) σ : IR × [0,∞) ?→ IR σ(x, c) =?0, if x = 01, if 0 < |x| < cc/|x|, 否則 以下，對(duì)σnonnegativesecond參數(shù)c（十，三）會(huì)被稱為X的能力請(qǐng)注意，根據(jù)定義，σ（十，C）的根本一個(gè)非負(fù)標(biāo)量比例因子，使xσ（十，三）是“剪切”，以?標(biāo)志（十）每當(dāng)| x |應(yīng)該超過(guò)容量C和等于x否則，即xσ（十，三）僅僅是飽和的版本在x范圍[- C語(yǔ)言，C]。還要注意的是，就其定義 σ(x, 0) = 0 ? x 即如果x應(yīng)分配零能力，然后xσ（十，0）= 0任何x的值假設(shè) q˙ d =_nh=1q˙ h 是具有Q˙1，q˙二，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的投入。 。 。 ，q˙N還N獨(dú)立工作的投入通過(guò)減少與增加指數(shù)（問(wèn)˙一有最高的優(yōu)先排列優(yōu)先級(jí)）。每對(duì)右邊的長(zhǎng)期（32）和q˙D本身應(yīng)有無(wú)限normbounded由Q最大?？紤]到每個(gè)任務(wù)應(yīng)在一個(gè)優(yōu)先的方式執(zhí)行，在總結(jié)（32）可能被替換遵循了一個(gè)加權(quán)總和為： q˙ d = q˙ 1 σ (_q˙ 1 _∞ , c1 ) + q˙ 2 σ (_q˙ 2 _∞ , c2 ) + ... + q˙ n σ (_q˙ n _∞ , cn ) 其中每個(gè)任務(wù)的能力，動(dòng)態(tài)遞歸計(jì)算為 c1 (t) ≤ q˙max (positive constant, i.e., c˙1 (t) = 0) c2 (t) = c1 ? _q˙ 1 _∞ σ (_q˙ 1 _∞ , c1 ) c3 (t) = c2 (t) ? _q˙ 2 _∞ σ (_q˙ 2 _∞ , c2 (t...=... cn (t) = cn?1 (t) ? _q˙ n?1 _∞ σ (_q˙ n?1 _∞ , cn?1 (t)) . 請(qǐng)注意，為建筑，以前所有的任務(wù)的能力是非負(fù)，即 cj ≥ 0 ? j ∈ [1, n] 而 cj ≤ cj?1 ? j ∈ [2, n] ci = 0 =? cj = 0 ? j > i 即如果一個(gè)給定的任務(wù)是分配零能力，所有的低優(yōu)先級(jí)任務(wù)也將自動(dòng)獲得零的能力和他們所有的重量在總結(jié)（33）將是零。我的任務(wù)的能力可以被視為作為高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)后，我 - 1剩余容量已指揮，因此，舉例來(lái)說(shuō)，C2的將是零（以及終審法院首席法官：j> 2）每一個(gè)任務(wù)將是指揮一個(gè)非空的重量只有較高優(yōu)先任務(wù)不飽和。事實(shí)上，C1應(yīng)不超過(guò)q˙最大的原因是事實(shí)，不應(yīng)只是任務(wù)1飽和執(zhí)行器流量Q˙最大;此外，鑒于終審法院首席法官1?j∈≤cj型[1，n - 1個(gè)]中，≤q˙條件c1的最大保證每個(gè)總和（33）的任期將于具有無(wú)窮規(guī)范小于或等于閾值q˙最大。一個(gè)證明 （33）和（34）也意味著 _q˙ d _∞ =_nh=1q˙ h σ (_q˙ h _∞ , ch )∞≤ q˙max 報(bào)道中的附錄。為了落實(shí)上述在目前的架構(gòu)描述軌跡跟蹤的情況下，假設(shè)參考前饋線性和角速度有足夠小，即 1ρ| cos γ|_Ml ˙rd (t)_∞ <12q˙max ? t cos γ|_Ma ?˙ d (t)_∞ <12q˙max ? t. 這些條件是必要的，以保證跟蹤任務(wù)漸近可行的，即當(dāng)位置和航向跟蹤誤差為空，該控制律（26）是控制工作兼容的驅(qū)動(dòng)器速度飽和的限制，即 er = 0, e? = 0 =? _q˙ d (t)_∞ =1ρ| cos γ|_Ml ˙rd (t) + Ma ?˙ d (t)_∞ ≤ 1 ρ| cos γ| [_Ml ˙rd (t)_∞ + _Ma ?˙ d (t)_∞] < q˙max . 為了清楚起見(jiàn)，假設(shè)指定位置跟蹤最高優(yōu)先項(xiàng)目方面的跟蹤。以下是定義： q˙ 1 :=1ρ cos γMl ˙rd (t) q˙ 2 :=ρ cos γMl Kr ((rd (t) ? rc (t)) ( q˙ 3 :=1ρ cos γMa ?˙ d (t) q˙ 4 :=1ρ cos γMa K? (?d (t) ? ?(t)) 有了這些定義，認(rèn)為管制法（33）和（34） c1 (t) = ˙ qmax > 0 ? t 連同可行性條件（36）意味著 0 <12q˙max ≤ c2 ≤ q˙max 也就是說(shuō)，任務(wù)1和2總是有非空的能力。此外，通過(guò)假設(shè)q藱尿[（36）]和C1 =Qr流率，它遵循該 q˙ 1 σ(_q˙ 1 _∞, c1 ) = q˙ 1 ? t. 這與假設(shè)，馬⊥跨度（毫升）一起事實(shí)意味著到了代（38） - （41（33）和（34），車輛將有由于采用線性和角速度 vc (t) = ˙rd (t) + Kr er (t) σ(_q˙ 2 _∞, c2 ) ω(t) = ˙ ?d (t) σ(_q˙ 3 _∞, c3) + K? e? (t) σ(_q˙ 4 _∞, c4 ). 由于這一事實(shí)，即C2是嚴(yán)格正。所以 V1 =12eTrKr er =? V1 = eTrKr ( ˙rd (t) ? vc (t)) = ?eTr Kr Kr er (t) σ(_q˙ 2 _∞, c2 ) < 0 即˙五1負(fù)定從而證明是全球李雅普諾夫漸近穩(wěn)定呃= 0。請(qǐng)注意，第三季度以及˙˙第四季度無(wú)助于˙V1的，因?yàn)閷亳R的范圍是正常的Ml的跨度。據(jù)作為中學(xué)（項(xiàng)目）的任務(wù)而言，也可以銜接通過(guò)李亞普諾夫證明論點(diǎn)。全球漸近穩(wěn)定塔兒= 0的保證他們 limt→∞q˙ 2 (t) = 0 =? limt→∞c3 = c2 ≥ 12q˙max . 鑒于可行性條件（37），這意味 ? t? : q˙ 3 σ(_q˙ 3 _∞, c3 ) = q˙ 3 and c4 > 0 ? t ≥ t? 這意味著 ω(t)|t≥t ? = ˙ ?d (t) + K? e? (t) σ(_q˙ 4 _∞, c4 ) 這C4是嚴(yán)格噸正面鈮因此噸鈭 V2 =12 eT? K? e? =? V2 (t)___t≥t ? = eT? K? ( ˙ ?d (t) ? ω(t))= ?eT? K2?e? (t) σ (_q˙ 4 _∞ , c4 ) < 0 即存在一個(gè)有限的時(shí)間t *之后的時(shí)間導(dǎo)數(shù)V2的總是負(fù)面的，從而證明收斂到零的標(biāo)題錯(cuò)誤eφ（噸）。此前噸*，標(biāo)題（次要任務(wù)）錯(cuò)誤eφ（t）是不保證在減少。請(qǐng)注意Q 1和Q˙˙2，在范圍為M，和正常的馬，不利于˙V 2的。如果標(biāo)題中應(yīng)選擇是最優(yōu)先的任務(wù)，這將足以選擇q1 q˙ 1 :=1ρ cos γMa ?˙ d (t) q˙ 2 :=1ρ cos γMa K? e? ( q˙ 3 :=1ρ cos γMl ˙rd (t) q˙ 4 :=1ρ cos γMl Kr er (t) 在（33）和（34）;李雅普諾夫錯(cuò)誤的標(biāo)題和漸近穩(wěn)定性的定位誤差可收斂相應(yīng)證明。至于固定姿勢(shì)的控制，軌跡跟蹤問(wèn)題淪為構(gòu)成（位置和方向）規(guī)例一，盡快作為參考的位置和航向軌跡次（t）和φd（t）是常數(shù)。 四。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 在存在的軌跡跟蹤制導(dǎo)規(guī)律描述飽和執(zhí)行器的速度進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證瑞典在3輪機(jī)器人與緯= 0鈼和蟻= 5厘米[20]，[21]。該機(jī)器人名為Volksbot，一直在設(shè)計(jì)和建造德國(guó)弗勞恩霍夫研究所自主智能系統(tǒng)（AIS）的對(duì)圣一奧古斯丁，德國(guó)。車輛鈥檚幾何描繪圖。三是這樣的雙向=北京= 25 cm的所有i，j的這意味著馬鈯 跨度（毫升）。 該平臺(tái)是由三個(gè)驅(qū)動(dòng)24伏直流電動(dòng)機(jī)的90Weach1:8齒輪比，大約為8公斤重。光學(xué)編碼器安裝 1Ais已與另一弗勞恩霍夫研究所合并導(dǎo)致新德國(guó)弗勞恩霍夫研究所智能分析和信息系統(tǒng)（成為會(huì)員）。 圖。 3。幾何模型的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證所使用的Volksbot機(jī)器人 的軌跡跟蹤控制律。 圖。 4。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：驅(qū)動(dòng)路徑和跟蹤誤差。最高當(dāng)務(wù)之急是要始終顯示在收斂盡管速度較低的優(yōu)先執(zhí)行器速度飽和的原因。 每個(gè)電機(jī)軸為電機(jī)的速度調(diào)節(jié)器的反饋。該控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是相當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)：它有一個(gè)外部運(yùn)動(dòng)學(xué)閉環(huán)對(duì)低級(jí)別的驅(qū)動(dòng)器速度伺服回路。特別是低級(jí)別的電機(jī)轉(zhuǎn)速反饋控制實(shí)現(xiàn)由三通道數(shù)字PID董事會(huì)（TMC200設(shè)計(jì)和建造在認(rèn)可機(jī)構(gòu)）與脈寬調(diào)制（PWM）輸出。最高連續(xù)電流提供的TMC200板每個(gè)電機(jī) 一個(gè)峰值為20與甲TMC200是接口板值8通過(guò)與板載筆記本電腦實(shí)現(xiàn)串行RS232鏈接指導(dǎo)和導(dǎo)航系統(tǒng)。該導(dǎo)航系統(tǒng)，提供該機(jī)器人的估計(jì)構(gòu)成用于關(guān)閉制導(dǎo)控制回路是基于里程計(jì)一體化和全方位視野系統(tǒng)。這建立在一個(gè)30赫茲，640 × 480像素的YUV色彩火線相機(jī)朝著70毫米直徑的雙曲指著鏡子 為了驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的軌跡跟蹤性能 控制律，一個(gè)機(jī)器人的構(gòu)成ismandatory reliablemeasurement。 在這個(gè)意義上，設(shè)計(jì)了一種實(shí)驗(yàn)裝置在AIS的地方位置 該機(jī)器人是由一個(gè)固定的測(cè)量激光測(cè)距取景器指向 對(duì)機(jī)器人。該機(jī)器人的標(biāo)題，而是進(jìn)行了評(píng)估的基礎(chǔ)上 機(jī)載全方位視覺(jué)系統(tǒng)。參考位置和 標(biāo)題進(jìn)行跟蹤，所有收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐健?對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的例子有報(bào)道圖。 4：地位的提法有圓形軌道半徑為1米，而標(biāo)題中提到不斷就某一固定的框架（）。該 報(bào)告的結(jié)果是指任何情況下，標(biāo)題（47） - （50）或 位置（38） - （41）跟蹤是高優(yōu)先級(jí)（惠普）的任務(wù)。該參考軌跡設(shè)計(jì)的可行性，以便滿足條件（36）和（37），以及機(jī)器人的初始條件進(jìn)行了明確選擇足夠大，速度飽和執(zhí)行器觸發(fā)：由于對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置的限制，致動(dòng)器被人為地強(qiáng)迫浸透在± 8.7弧度/通過(guò)低級(jí)別的控制軟件（對(duì)應(yīng)s到最大機(jī)器人線速度和角速度約0.5米/秒 和99.7?/ s的分別）。正如所料，既標(biāo)題和位置誤差 總是漸近收斂到零（besidesmeasuring錯(cuò)誤可見(jiàn)在錯(cuò)誤情節(jié)），但與惠普的任務(wù)總是收斂第一。 請(qǐng)注意，越來(lái)越多的位置誤差（也當(dāng)位置跟蹤 具有最高優(yōu)先級(jí)）在實(shí)驗(yàn)的最初幾秒鐘非常一個(gè)被忽視的車輛動(dòng)力學(xué)后果。 五，結(jié)論 一個(gè)普通運(yùn)動(dòng)學(xué)模型的N瑞典輪式車輛推導(dǎo)和分析。經(jīng)過(guò)處理然后瑞典輪的情況下，結(jié)果讓提供統(tǒng)一的共同分析三和四輪，通常是分開(kāi)進(jìn)行設(shè)計(jì)。此外，派生的分析，可以立即和簡(jiǎn)單應(yīng)用的探索，例如，最終六輪設(shè)計(jì)的戶外和粗糙地形應(yīng)用程序或轉(zhuǎn)向（即，變方向）車輪設(shè)計(jì)，如[12]，即allowthe實(shí)施無(wú)級(jí)變速器（無(wú)級(jí)變速器）系統(tǒng)。 軌跡跟蹤的運(yùn)動(dòng)控制驅(qū)動(dòng)器存在的問(wèn)題速度飽和度已得到解決。聯(lián)合速度飽和始終存在，并可能嚴(yán)重影響性能的議案控制解決方案。的創(chuàng)意和建議的解決方案的相關(guān)性是關(guān)系到執(zhí)行器的處理速度飽和的限制。所設(shè)計(jì)的解決方案，保證每個(gè)任務(wù)關(guān)節(jié)速度命令整體指揮和關(guān)節(jié)速度有上界無(wú)窮范數(shù)與每個(gè)驅(qū)動(dòng)器兼容的限制。這是通過(guò)動(dòng)態(tài)分配控制努力，根據(jù)自己的任務(wù)優(yōu)先。相反，標(biāo)準(zhǔn)的任務(wù)為基礎(chǔ)的控制器，存在的與速度飽和度較低級(jí)別的任務(wù)不損害執(zhí)行高優(yōu)先級(jí)的。全局收斂的跟蹤錯(cuò)誤已經(jīng)從理論上證明和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 未來(lái)的研究將致力于擴(kuò)展建議飽和動(dòng)態(tài)為基礎(chǔ)的低層次的案件管理技術(shù)控制和解決方案的推廣在案件多冗余機(jī)器人系統(tǒng)的任務(wù)。 承認(rèn) 筆者對(duì)此深表感謝皮克特等¨奧熱爾以及J.保盧斯波恩萊茵西格大學(xué)應(yīng)用科學(xué)的圣Augusting，德國(guó)有益的討論，并因開(kāi)發(fā)了安裝程序所提出控制律的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。筆者也感謝他們的意見(jiàn)匿名評(píng)論 附錄 證明聲明35 證明文件，以符號(hào)緊，酒：定義 .q˙jdef = _q˙ j _∞ σ__q˙ j _∞ , cj_ . 然后，總結(jié)過(guò)去的N - 1方程（34）對(duì)于j = 2，3，。 。 。 ，n，則以下條件成立： _nj=2cj = c1 +_nl=2cl ? cn ?_n?1k=1.˙qk =? c1 = cn +_n?1k=1.˙qk≥_nk=1.˙qk 因?yàn)榧蹸N≥ˉ˙擬牛頓。察覺(jué)到（33）意味著 _q˙ d _∞ ≤_nh=1.˙qh 52）和方程組第一（34）暗示 _q˙ d _∞ ≤ c1 ≤ q˙max . 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū) I、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目： 牙簽瓶旋蓋注射模具設(shè)計(jì) II、畢 業(yè)設(shè)計(jì)(論文)使用的原始資料(數(shù)據(jù))及設(shè)計(jì)技術(shù)要求： 1. 塑件產(chǎn)品零件圖一張。 2．根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)合理設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)。 3．CAD繪圖完成零件裝配圖。 III、畢 業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作內(nèi)容： 1．了解產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)選定產(chǎn)品材料繪制產(chǎn)品零件圖。3月1日－3月23日 2．根據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)確定模具結(jié)構(gòu)方案，選定模具結(jié)構(gòu)。3月24日－4月10日 3．按要求用CAD軟件繪制零件圖和裝配圖。4月11日－5月25日 5．整理圖紙和畢業(yè)論文，打印裝訂。5月26日－6月10日 Ⅳ 、 主 要參考資料： 秦蕊《塑料模具設(shè)計(jì)》西北工業(yè)大學(xué)出版社,1988.12 《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》編寫(xiě)組. 塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)（第三版）. 機(jī)械工業(yè)出版社，2002年8月 ⑹.丁浩. 塑料工業(yè)實(shí)用手冊(cè)（下冊(cè)）. 化學(xué)工業(yè)出版社, 1996,3 ⑺.王以華、李明堯、榮焯、陸鎮(zhèn)毅. 現(xiàn)代模塑成形手冊(cè). 上海交通大學(xué)出版社, 1993,3 ⒁.王孝培《塑料成型工藝及模具》機(jī)械工業(yè)出版社2000.6 ⑴.秦蕊. 塑料模具設(shè)計(jì). 西北工業(yè)大學(xué)出版社,1988.12 《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》編寫(xiě)組. 塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)（第三版）. 機(jī)械工業(yè)出版社，2002年8月 ⑹.丁浩. 塑料工業(yè)實(shí)用手冊(cè)（下冊(cè)）. 化學(xué)工業(yè)出版社, 1996,3 ⑺.王以華、李明堯、榮焯、陸鎮(zhèn)毅. 現(xiàn)代模塑成形手冊(cè). 上海交通大學(xué)出版社, 1993,3 ⒁.王孝培《塑料成型工藝及模具》機(jī)械工業(yè)出版社2000.6 黃虹《塑料成型加工與模具》化學(xué)工業(yè)出版社2003.3 王孝培《塑料成型工藝及模具》機(jī)械工業(yè)出版社2000.6 徐佩弦《塑料制品與模具設(shè)計(jì)》北京中國(guó)輕工業(yè)出版社2001.7 黃銳《塑料工程手冊(cè)》北京機(jī)械工業(yè)出版社2000.4 航空工程系 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 0681053班 學(xué)生： 王卓斌 日期： 自2010 年 3 月 1 日至 2010 年 7 月 2 日 指導(dǎo)教師 高延峰 兼職教師或答疑教師(并指出所負(fù)責(zé)的部分)： 專業(yè)主任 附注:任務(wù)書(shū)應(yīng)該附在已完成的畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)首頁(yè)。 學(xué)士學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人聲明，所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含法律意義上已屬于他人的任何形式的研究成果,也不包含本人已用于其他學(xué)位申請(qǐng)的論文或成果。對(duì)本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式表明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作者簽名： 日期： 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū) 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)南昌航空大學(xué)科技學(xué)院可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 作者簽名： 日期： 導(dǎo)師簽名： 日期： 一、選題的依據(jù)及意義： 模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備，被稱為"工業(yè)之母"。75%的粗加工工業(yè)產(chǎn)品零件、50%的精加工零件由模具成型，模具涉及機(jī)械、航空和航天、汽車等行業(yè)。同時(shí)，以高分子為代表的新興材料技術(shù)得到發(fā)展，這就促進(jìn)了塑料模的發(fā)展，其中以注塑模為代表。波音787用的復(fù)合材料達(dá)到50%，空客A350的復(fù)合材料預(yù)計(jì)達(dá)到52%。在波音787飛機(jī)中，塑料件得到了全面應(yīng)用，機(jī)身和機(jī)翼用增強(qiáng)塑料制成，機(jī)身和機(jī)翼采用高強(qiáng)度塑料和碳纖維，方向舵和尾翼用增強(qiáng)塑料制造。 隨著模具工業(yè)信息化的發(fā)展，美國(guó)UGS公司研制針對(duì)塑料注射模設(shè)計(jì)系統(tǒng)Mold?Wizard軟件。模具工業(yè)和數(shù)字化設(shè)計(jì)和制造代表了現(xiàn)代工程的發(fā)展方向。 我選這個(gè)與注塑模具相關(guān)的CAD/CAM的課題的目的就是努力適應(yīng)這種發(fā)展趨勢(shì)。希望通過(guò)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)機(jī)會(huì)能夠了解到與數(shù)字化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造相關(guān)的理論知識(shí)和技能。 二、國(guó)內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(shì)（含文獻(xiàn)綜述）： 2.1 國(guó)內(nèi)注塑模及其數(shù)字化發(fā)展的概況和趨勢(shì) 我國(guó)塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已即能生產(chǎn)大型模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具，還能生產(chǎn)厚度僅為0.08mm的一模兩腔的航空杯模具和難度較高的塑料門窗擠出模等。注塑模型腔制造精度可達(dá)0.02mm～0.05mm，表面粗糙度Ra0.2μm，非淬火鋼模壽命可達(dá)10～30萬(wàn)次，淬火鋼模達(dá)50～1000萬(wàn)次。 成型工藝方面，多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯脫模機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新方面也取得進(jìn)展。氣體輔助注射成型技術(shù)的使用趨成熟。 在制造技術(shù)方面，CAD/CAM/CAE技術(shù)的應(yīng)用水平得到提高，引進(jìn)了大量的CAD/CAM系統(tǒng)，如UG NX、Pro/E和CADS5軟件等。但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，中國(guó)模具工業(yè)存在較大差距，特別在大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具技術(shù)上。國(guó)內(nèi)模具行業(yè)分為10大類、46小類。 按模具總量排名，中國(guó)緊隨日本、美國(guó)其后，位居世界第三。 （2）、我國(guó)塑料模具工業(yè)及其數(shù)字化的發(fā)展趨勢(shì) 為了適應(yīng)用戶對(duì)模具制造的短交貨期、高精度、低成本的迫切要求，模具必然會(huì)有如下發(fā)展趨勢(shì)： A、提高大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的設(shè)計(jì)制造水平及比例。 B、在塑料模設(shè)計(jì)制造中全面推廣應(yīng)用CAD/CAM/CAE技術(shù)。 C、推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)。 D、開(kāi)發(fā)塑料成型工藝和快速經(jīng)濟(jì)模具，以適應(yīng)多品種的生產(chǎn)方式。 E、提高塑料模標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。 F、應(yīng)用優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)提高模具壽命和質(zhì)量。 G、研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程。采用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x等廉價(jià)的檢測(cè)設(shè)備或三坐標(biāo)掃描儀實(shí)現(xiàn)逆向工程是塑料模CAD/CAM的關(guān)鍵技術(shù)之一。 2.2 國(guó)外注塑模及其數(shù)字化的概況和趨勢(shì) （1）、國(guó)外注塑模及其數(shù)字化的發(fā)展概況 國(guó)外的注塑模具高速、精密、長(zhǎng)壽命方向發(fā)展；同時(shí)為了滿足多品種、小批量、產(chǎn)品更新?lián)Q代快的需要，模具向著制造周期短、成本低的方向發(fā)展。國(guó)外模具制造行業(yè)的發(fā)展特征是高度集成化、智能化、柔性化和網(wǎng)絡(luò)化,縮短設(shè)計(jì)周期及制造周期,降低生產(chǎn)成本。 世界各國(guó)的軟件開(kāi)發(fā)商投入了巨大的人力和物力。已使用的有：NX-PDW、Mold?Wizard、Quick等。這些軟件的技術(shù)特點(diǎn)是能在統(tǒng)一的系統(tǒng)環(huán)境下，使用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)，完成特定模具的設(shè)計(jì)。 （2）、國(guó)外注塑模及其數(shù)字化的發(fā)展趨勢(shì) 國(guó)外的注塑模及其數(shù)字化設(shè)計(jì)制造的技術(shù)層次比我們高很多，他們的發(fā)展與我們不盡相同，其趨勢(shì)主要有： A、標(biāo)準(zhǔn)化 CAD/CAM系統(tǒng)可建立標(biāo)準(zhǔn)零件數(shù)據(jù)庫(kù)和模具參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)。 B、集成化技術(shù)：即信息集成、智能集成、串并行工作集成及人員集成。 C、智能化技術(shù)：實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生命周期、生產(chǎn)過(guò)程、模具設(shè)備的智能化。 D、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用：其包括硬件與軟件的集成實(shí)現(xiàn),早已出現(xiàn)了通過(guò)Internet實(shí)現(xiàn)跨國(guó)界模具設(shè)計(jì)的成功例子。 E、多學(xué)科多功能綜合產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)：產(chǎn)品開(kāi)發(fā)用到機(jī)械、電磁學(xué)、光學(xué)、控制理論等知識(shí)，要多目標(biāo)全性能的優(yōu)化,追求產(chǎn)品動(dòng)靜態(tài)特性、精度、使用壽命、可靠性、制造成本與制造周期的最佳組合。 F、逆向工程技術(shù)的應(yīng)用：通過(guò)實(shí)物測(cè)量,利用測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)物的CAD幾何模型的重新構(gòu)造,這過(guò)程是逆向工程，能夠縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期。 G、快速成形技術(shù)：基于層制造原理,迅速制造出產(chǎn)品原型,尤其在具有復(fù)雜曲面形狀的產(chǎn)品制造中更能顯示其優(yōu)越性。 三、研究?jī)?nèi)容及實(shí)驗(yàn)方案： 3.1 畢業(yè)設(shè)計(jì)的研究?jī)?nèi)容： （1）、自行設(shè)計(jì)出一款牙簽瓶旋蓋CAD模型； （2）、設(shè)計(jì)牙簽瓶旋蓋的注塑模具； （3）、編制牙簽瓶旋蓋注塑模具的型腔和型芯的NC加工程序； （4）、繪制牙簽瓶旋蓋的注塑模具凸凹模的工程圖和模具總裝配圖； （5）、查閱資料，編寫(xiě)畢業(yè)論文； 3.2 畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案： 牙簽瓶旋蓋及其模具設(shè)計(jì)的步驟： （1）、參照“New Men”牙簽瓶旋蓋的實(shí)物，以人機(jī)工程學(xué)、注塑模具的制造和工藝性為原則，自行設(shè)計(jì)出一款牙簽瓶蓋。 （2）、牙簽瓶外殼產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中要全面貫徹?cái)?shù)字化設(shè)計(jì)和制造的理論，進(jìn)行無(wú)紙化設(shè)計(jì)制造： A、CAD建模過(guò)程中運(yùn)用UG NX 4.0軟件為基礎(chǔ)進(jìn)行數(shù)字化三維設(shè)計(jì)，完成牙簽瓶的建模； B、模型設(shè)計(jì)完成后利用UG NX 4.0的Mold?Wizard模塊進(jìn)行牙簽瓶旋蓋模具的凸凹模型面設(shè)計(jì)，選擇材料和注塑機(jī)，進(jìn)行模架、定位環(huán)、推桿等模具標(biāo)準(zhǔn)件的加載和澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 C、牙簽瓶旋蓋的模具設(shè)計(jì)完成后利用Solid Edge軟件進(jìn)行數(shù)字預(yù)裝配。 D、利用UG NX 4.0軟件進(jìn)行牙簽瓶旋蓋上下模型芯和型腔的CAM編程，生成NC加工程序，并在計(jì)算機(jī)中模擬加工過(guò)程。如果可能，在數(shù)控機(jī)床上加工出牙簽瓶旋蓋模型芯和型腔的實(shí)物。 （3）、利用前面已建立的牙簽瓶模型和模具設(shè)計(jì)中加載和設(shè)計(jì)的數(shù)字模型生成工程圖數(shù)據(jù)，完成模具的總裝配圖，進(jìn)行工程圖的輸出和打印。 （4）、設(shè)計(jì)完成過(guò)程中，進(jìn)行畢業(yè)論文的編寫(xiě)。 模具設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)所用到的軟件和工具： UG NX 4.0、Solid Edge、AUTOCAD 2006等軟件和測(cè)量工具等。 四、目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度 4.1 通過(guò)牙簽瓶旋蓋的模具設(shè)計(jì)所要達(dá)到的目標(biāo)： A、較深入的了解注塑模具的數(shù)字化設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工程中的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)； B、通過(guò)這次設(shè)計(jì)，深入學(xué)習(xí)UG NX 4.0（包括建模模塊、CAM模塊、工程圖模塊、Mold?Wizard（模塊）、Solid Edge（包括建模模塊、工程圖模塊）、AUTOCAD 2006等軟件的高級(jí)命令； C、深入學(xué)習(xí)注塑模具設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中所用的理論知識(shí)，掌握模具設(shè)計(jì)師應(yīng)該具備的知識(shí)。查閱資料，詢問(wèn)老師，爭(zhēng)取使模具產(chǎn)品最優(yōu)化； D、通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)新知識(shí)和網(wǎng)上檢索信息的能力； E、通過(guò)與老師、同學(xué)的溝通和交流，掌握?qǐng)F(tuán)隊(duì)合作的能力； 4.2 牙簽瓶旋蓋的模具畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要特色： 結(jié)合現(xiàn)代制造業(yè)已成為主流的數(shù)字化技術(shù)，在純數(shù)字化技術(shù)支持下自行設(shè)計(jì)一款牙簽瓶旋蓋的注塑模具。設(shè)計(jì)過(guò)程中，用到UG NX 4.0、Solid Edge、AUTOCAD 2006等國(guó)際流行的機(jī)械專業(yè)軟件，進(jìn)行無(wú)紙化設(shè)計(jì)制造，以縮短研發(fā)周期，降低成本。 4.3 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作內(nèi)容及完成時(shí)間： 1 搜集資料寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告，英文翻譯。 2 周(3.20～4.02) 2 牙簽瓶旋蓋的三維建模。 2 周(4.03～4.30) 3 凸凹模型面設(shè)計(jì)。 2 周(5.01～5.28) 4 注塑模具系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 2 周 5 生成牙簽瓶旋蓋零件的數(shù)控加工程序。 1 周 6 繪制圖紙，撰寫(xiě)畢業(yè)論文。 4 周 五、參考文獻(xiàn) [1]. 許鶴峰等.注塑模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)與圖例. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社,1997 [2]. 王先逛.機(jī)械制造工藝學(xué). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1996 [3]. 賈潤(rùn)禮等.實(shí)用注塑模具設(shè)計(jì)手冊(cè). 北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社,2000.4 [4]. 鄭貞平等.數(shù)控加工典型范例教程. 北京：電子工業(yè)出版社,2007.1 [5]. 陳為國(guó).模具制造工藝學(xué). 南昌：南昌航空工業(yè)學(xué)院,1998 [6]. 何忠保等.典型零件模具圖冊(cè). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2001.1 [7]. 吳裕農(nóng)等.模具制造工藝. 廣州：華南理工大學(xué)出版社,2005 [8]. 蔡蘭等.數(shù)控加工工藝. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2005 [9]. 丁玉蘭.人機(jī)工程學(xué). 北京：北京理工大學(xué)出版社,2005 4