机械结构论文范文
前言：我们精心挑选了数篇优质机械结构论文文章，供您阅读参考。期待这些文章能为您带来启发，助您在写作的道路上更上一层楼。
第1篇
德国人发明的这一种变元法，是目前世界上最为科学易懂的变元方法，它能够衍生出许多不同的方法，具有很大的可塑性。这种方法的内涵主要有两部分：它变化内容多样，包括材料、数量、位置、尺寸、形状、连接、工艺七个方面；另一部分是上述七个方面的具体运用，运用的前提条件是机械基本结构，这些元素在其基本结构的基础上进行一定的变化，这样就有不同的形式，新的机械结构设计方案就创造出来了，这样就达到了优化设计机械结构的目的。接下来笔者将会重点介绍七种创新方案在机械结构设计的具体运用，其最终目的还是满足整个机械产品的生产的要求，这也是目前机械工作者普遍使用的方案。
1.1材料变元
现实生活中很多种材料都可以用来设计机械结构，不一样的材料要求的加工方法和手段不一样、适用的结构类别不一样、零件需要的大小也不一样。材料的变元可以变化出不一样的结构模式。比如说：在进行钢材料的结构设计过程中，零件的截面面积越大，材料结构强度就越大、越硬；在铁材料的结构设计中，为了使结构变强变硬，人们通常使用加强筋和隔板的方法；在塑料材料的结构设计中，塑料件的筋板和壁厚应该无差而别且对称均匀。
1.2数量变元
在产品的结构当中主要包括以下几个方面，即零件以及轮廓面、线和加工、工作面共同构成了产品本身，如果想要将机械的结构目的进行改变，那么就可以通过调节上述结构元素而实现。就好比在铸件的过程中，是希望越简单便捷越好的。能够节省一些不必要的零件配置，又能在安装的时候方便人们的使用，这在无形中就提高了工作效率，比如安装一个螺丝钉的时候，如果按照螺钉和垫圈以及弹簧垫圈才能结合在一起的模式去安装，那么就需要最少三个步骤，但是如果把它们设计为一体的话，就可以大量地节省安装的时间，提高了效率。
1.3位置变元
在实际操作过程中，产品结构的元素之间的位置是可以进行调换的，这样可以无形中使结构本身的设计更加完善。比如，零件的焊缝位置应该对应中性轴或者至少需要靠近中性轴，这样便于将收缩力减少或者能够避免产品的变形。除此之外，零件的摆放问题也十分重要，如果杂乱无章则会大大阻碍操作速度。
1.4尺寸变元
零件的尺寸必须符合使用的标准才行，必须在各项标准合格之后才可以进行操作，比如：在冷冲压弯这一工艺中，就需要零件按照既定的需求进行弯曲，如果零件在加工的过程中，实现了标准的弯度，那么就算是一个成品，不需要再度进行加工。如果不符合产品的需求那么还需要进一步的加工整形来达到产品的要求。
1.5形状变元
机械整体的结构目的可以通过调整零件的形状或者改变其规格的大小而实现。比如在弹簧的生产过程中需要考虑多个问题，首先是弹簧的大小及其相对的螺丝垫圈的规格，能否让弹簧和使用的螺旋面以及被需要压紧的零件相吻合，就需要设计出不同规则的产品，无论零件的形状面如何都需要相匹配的弹簧来配合才行，如果零件之间的距离过大，或者不能够将压力有效融合，那么零件在安装过后就不算是合格，如果这一类零件销售在市场中，很可能造成一系列事故，那么为了防止拉簧因为这些问题而失去使用效率，就势必要将弹簧的设计空间放大，并且实现它的自身独特性，即使它在单独使用的过程中也可以实现跟其他零件的配合。
1.6分析连接变元
一是联接方法，主要的模式有焊接、胶结以及螺纹联接等方式。二是联接的方式，根据结构类型的不同而不同，因此为了丰富联接方式以及寻找到最为契合的联接方式，各个联接的结构以及联接的方式都可以进行相对应的合理调整。比如：针对一些需要拆卸的零件，如果在联接的方式上不能选择好，那么就会在联接和拆卸方面造成一定的困难，此类的零件需要便捷的拆卸模式，比如日常生活中所购买的一些产品，像是随声听的后盖，就可以任意拆卸下来安装电池来维持继续使用，这样的结构也方便用户使用，从未为其提供便捷的操作模式。
1.7分析工艺变元
零件在产生之前，往往会有其自己的设计图纸，而设计图纸上面的结构内容直接决定了产品属于何种工艺级别的零件，因为每一个设备的零件都不是完全相同的，所以零件的设计以及成本也千差万别，如果设计工艺在产品出产之前没有得到完善，那么势必会影响到零件自身的质量，一旦零件没有合乎要求，那么产品的整体结构就会受到一定的影响。因此在零件铸造之前对于零件图纸的研究必须给予深度的重视，现在的加工技艺正呈现着不断创新和完善的趋势，但是问题也就随之而来，这些加工工艺虽然具有创新性，但是还不够成熟，并非达到了理想中的需求，因此还需要进一步的对此加大研究的力度。
2机械结构创新的尝试及优化测评
2.1机械结构设计的创新尝试
防腐剂在石油以及一些石化设备中具有十分重要的作用，下文以其为例，阐述变元法在其中重要的作用。石油和石化设备必须进行防腐蚀性的设计，这样一来，在设计的最初就应该考虑到防腐蚀性的大小和影响因素，从而采取必要的保护和防治措施，主要有以下几个方面。首先，在总体的设计上面，对停车间给予了严格的要求，不能堆放杂乱，不能潮湿，不能含有其他不利于防腐的物质存在。其次，设备的使用年限与设备本身一些极为细小的间隙区有着十分重大的联系，这些缝隙极有可能在人眼看不到的地方发生腐蚀问题，或者这些缝隙人是无法凭借手工去进行操作控制的，就像是一些产品的焊接点，这些产品貌似看起来已经不存在腐蚀的可能，但是难免会有看不到的缝隙存在，应该进行必要的封存和填补，或者干脆将缝隙扩大，这样便于对其进行维修补救和防护。再次，温度较高以及质量较高的浓度阶梯，局部势差问题往往在这种情况和产品中产生，一旦发生了腐蚀则不可控制。此外，每一种金属都有着自己独特的属性，产品在构建的过程中不一定是一种金属构建而成，多半是几种金属共同组合而成，但是不同的金属势必会产生接触面的腐蚀，应该对此进行绝缘处理。最后，面积越小腐蚀的点也就越小，因此要针对产品的不同设计缩小表面积从而减少腐蚀。
2.2对机械结构变元创新设计的优化评测
机械结构在完成变元创新实践之后。要根据目前的性能以及使用效果进行一个综合的测评，首先要进行模糊测评，运用理论研究和一些理想化的模型设计一种测评模式，但是这种测评模式并不是实际操作中的模型，而是通过一定的数学模型，根据先进的设计理念和规划，对其进行变化创新设计的检测。在测试的过程中测试者凭借自己多年的使用经验和研究理念进行对其综合评价的过程，并根据现有的先进思维对其进行构建，在测试的过程中还需要考虑到社会实际问题，产品在经过变元之后，使用方面是否安全，便捷，可维修性是否达到了指标，并且要将逻辑推理的思维运用到其中，选择出使用其整体变元的方案，最后针对已经选择好了的方案，进行进一步地修改和完善，从而作用于产品的机械结构构建当中，服务于产品的整体功能。
3结束语
第2篇
（1）对电梯进行分类时
如果以其运行的速度快慢为依据，那么通常应将电梯分为超高速电梯、高速电梯、快速电梯和低速电梯四大类，超高速电梯的运行速度是要超过4m/s的，通常在分区进行控制的高层大厦中常采用这种电梯；而高速电梯的运行速度则是在2m/s-4m/s的范围内，在高层写字楼中通常会采用高速电梯；快速电梯的运行速度一般都在1m/s-2m/s的范围内，通常情况下，住宅电梯和楼层数小于15层的多层客梯会采用快速电梯；低速电梯的运行速度是小于1m/s的，其通常都被应用在绝大部分的货梯中；
（2）如果根据使用用途对电梯进行分类，一般可以将电梯分为乘客、观光、载货、杂物、医用、船舶以及车辆等多种类型，同时市场上还存在着一些特殊种类的电梯
常见的有立体停车场用电梯、斜行电梯以及建筑施工电梯等。
2电梯机械结构和相关问题
2.1电梯机械结构中的门系统
在电梯的机械结构中，轿厢门系统通常都包括四个部分，分别为轿门、开关门系统、厅门和门保护装置，由于门系统的存在，等候电梯人员坠落到井道中的安全事故就被有效避免了，同时井道和厢内人员之间也不会出现相互碰撞的问题了。在电梯的运行过程中，为了保证其安全性和稳定性，在电梯起动之前厅门和轿门之间必须是要保持关闭状态的，并且在厅门上还应安装门锁，只有钥匙才能将厅门打开，否则厅门就应是出于关闭状态的。而对于控制电路来说，由于在门锁上是安有微动开关的，那么其就能有效的控制电梯回路的断开和接通状态，从而实时的调整电梯的运行状态。在分析电梯的门系统时，应重点注意以下几个问题：轿厢起动时，轿厢门应是出于自动闭锁状态的，在轿厢未停稳并且未上升到层门时，层门也应出于自动闭锁状态。
2.2电梯机械结构中的轿厢系统
轿厢系统的最主要作用就是运送乘客和货物，其主要包括两部分，即轿厢架和轿厢体，而轿厢架主要起到的是悬吊和固定的作用，其是主要的承载构件，而在轿厢架上还都会设置拉条，这么做的目的就是要提升轿厢的刚度，从而有效避免轿厢倾斜现象的出现。而轿厢体则都是由四部分组成的，分别为轿门、轿顶、轿壁和轿底，其中，轿顶通常都会安装检修用的操作设备和照明设备，同时还设有安全窗，这样当出现故障时，乘客便可以借助安全窗撤离到轿厢内；轿底则是起支撑作用的，在其前端设置了轿门地坎，在地坎位置处装有光滑挡板，并且还应配有轿厢称重装置，当超过了电梯出现超重问题时，报警器就会响起。轿壁是连接轿顶和轿底的部分，在其背面通常都会设置加强筋，从而充分的提升其机械强度。
2.3电梯机械结构中的曳引系统
这一系统的主要作用为及时的牵引轿厢的上和下，从而帮助乘客顺利的到达相应的楼层。其主要包括曳引机、导向轮、限速轮和曳引钢索等部分，曳引机就是电梯的动力装置、根据电机的差异性又分为直流曳引机和交流曳引机，根据速度的快慢可分为超高速、高速、快速和低速曳引机，根据结构形式的区别可分为卧式曳引机和立式曳引机，根据减速方式的差异性分为无齿轮曳引机和齿轮曳引机。电梯的轿厢会悬挂在曳引轮上，曳引轮在曳引机的驱动下就可以实现轿厢的上下运行。
2.4电梯机械结构中的重量平衡系统
重量平衡系统主要包括了补偿装置、补偿缆、补偿绳以及对重等结构部分，在曳引轮和导向轮的牵引下，对重用的钢丝绳会直接连接轿厢，而在整个系统的运行过程中，这一系统主要起到的是对电梯和轿厢负载的平衡作用。在配置对重量的量值时，应严格的依据电梯额定载重量的相关要求，从而保证整个电梯系统是具备一个良好的使用状态的。如果电梯的曳引高度超过了30m，那么曳引钢丝绳的差重对电梯运行的平衡性和稳定性就可能会产生影响，所以，必须设置补偿缆和补偿链等相应的补偿装置。
2.5电梯机械结构中的导向系统
此系统主要包括了三个部分的结构，分别为导轨、导轨架和导靴，其主要作用是保证轿厢在井道中是按照正确的路线上下运行的，并且还能有效避免出现过多振动的现象。当出现了突发紧急情况时，轿厢就会被卡死在导轨上，那么就会避免坠落等安全事故的发生。导轨能够精确的控制电梯的升降方向，所以，导向系统就是可以控制对重和水平方向轿厢的移动的，保证对重和轿厢在井道中都是出于一个合理的位置的。在电梯的井道中通常会设置4根导轨，两根是对重架导向，另外两根则是轿厢导向，固定导轨时通常都采用压道板和螺栓、螺母等设备。
2.6电梯机械结构中的机械装置
为了最大限度地保证电梯使用的安全性，那么在电梯机械结构中还必须设有安全钳、限速器、缓冲器和终端超越保护装置等机械装置，当电梯系统的运行速度超过了其极限值时，限速器就会停止工作状态，并且借助绳轮之间的摩擦力还能将拉杆机构提拉起来，发出相应的警报信号并且切断控制电路，那么安全钳就必须发出动作，强制性的将轿厢停留在导轨上，在所有的安全开关都恢复状态后，安全钳才会释放，在所有的安全保护装置都失去作用后，缓冲器就会作为最后一道保护装置出来，其能够将轿厢的能力吸收并消耗掉，避免轿厢出现坠落的事故。而终端超越保护装置的最主要作用就是保证电气系统的顺利运行，从而保证轿厢的稳定运行，避免撞底和冲顶等安全事故的发生。
3结束语
第3篇
为满足系统的刚度和稳定性，选择3轴XX'YZ型拱架机器人结构，
1.1XY直线运动平台驱动方式和结构设计
由于XY平台要求大行程、高速、精确、平稳定位，因此自动配液机的x轴及y轴采用同步带柔性驱动，如图3所示。同步带柔性驱动方式相对于刚性传动定位系统，具有传动平稳、冲击小、无需、噪声小、传动距离远、成本低等优点，主要用于对加速度和速度要求较高的应用场合。虽然同步带的弹性可减少冲击，但同时也带来定位误差和振动问题，如何有效抑制系统定位误差，充分发挥柔性驱动直线定位技术的优势，成为本文需要解决的主要问题之一。一般同步带按照中心距大小和带轮尺寸设计选择同步带基准长度，然后将环形同步带安装在两个带轮上。在此设计中为保持同步带张紧力和便于在支撑轨道型材安装，同步带有接头而两端用压板同滑块连接，以便于安装和调节。同步带在位于型材两端托架上的两个同步带轮之间进行运转。一个带轮安装在电机上，另一个则安装在张紧装置上。同步带带动滑块在导轨上移动，滑块支撑在滚珠导轨上，同步带纵向穿过支撑导轨的异型铝合金型材。
1.2运动平台导向结构
低速运动平稳就是当导轨作低速运动或微量进给时，应保证运动始终平稳不出现“爬行”现象。数控工作台的位移量是以脉冲当量作为它的最小单位，它常以极低的速度运动，这是要求工作台对数控装置发出的指令要做出准确响应，这与运动件之间的摩擦特性有直接的关系。滚动导轨的静摩擦力较小，而且还由于油的作用，使它们的摩擦力随运动速度的提高而增大，这就有效地避免了低速爬行现象，从而提高工作台的运动平稳性和定位精度。但滚动导轨抗振性较差、对防护要求较高、结构复杂、制造比较困难、成本较高。
1.3工作头夹持手结构设计
按照移液管夹持手的工作流程，要求夹持手到达母液瓶位置下降，下夹持手夹持住母液瓶里的吸管，上夹持手夹持住活塞吸取一定的母液，然后带动吸管整体上移到脱离母液瓶，移动到计量区，夹持手推动吸管活塞将母液按配方剂量注入到染料瓶里，然后回到母液区，将吸管放回到的原来的位置。手爪通常是由手指、传动机构和驱动机构组成，其结构要根据作业对象的大小形状和位姿等几何条件以及重量、硬度、表面质量等物理条件来综合考虑,同时还要考虑手爪与被抓物体接触后产生的约束和自由度等问题。设计摆动式夹持器，夹持手左右手爪为对称结构，由两个气缸驱动带动连杆机构将移液管夹持住。将活塞连杆手爪和移液管外壳手爪设计为一体，当气缸动作时两个手爪同时动作，方便快捷。在工作的时候手指只有两个工作位置，采用气压驱动能够快速达到工作位置，节约时间。
2柔性同步带驱动定位动态分析
在该系统中，电机的运动通过同步带传输到移动装置。在啮合齿之间必须有足够的间隙，以确保运动的流畅，没有干涉，但这种间隙的存在导致滞后现象的产生和噪音。当运动方向改变时，在外部激励支配下动力传输齿产生脱离和微小滑移。这一现象的结果是带慢慢滑移直到下一对齿进入啮合。
3试验测量装置
柔性同步带定位系统的运动误差特性，弹性变形的影响和间隙的影响，对于弹性变形所引起的误差，采用两个编码器分别测量主动轮和从动轮转速。为精确控制移动负载的加速或减速，本试验装置采用线性坐标测量装置（CMM），结合高分辨率刻线尺搭建模型来验证模型预期的性能。在系统中使用了常规的控制器PC104PMAC卡，为确定传动系统引起的位置误差，采用位置测量的基本旋转编码器（PE）以和高分辨率刻线尺（LS）的测量结果进行对比。控制电机速度按照梯形路径输入，叠加获得定位误差图形（ΔX=XLS-XPE）。ΔX包含与支承元件（如抗摩轴承、轴承轴）等相关的几何和运动误差，如前所述定位误差具有延时滞后的特点，具有相当的重复性。
4结束语
第4篇
磁铁是低温波荡器产生周期性强磁场的关键部件。镨铁硼材料在室温和低温下的热学特性和力学特性，是使用数值模拟方法进行结构优化设计的基础。在中国科学院物理所和理化所的帮助下，我们先后测量了镨铁硼在300K到80K之间的热导率、热容、热膨胀系数。此外，还分别测量了300K和80K温度下，镨铁硼的抗压强度、弹性模量和泊松比。
1．1热学特性
镨铁硼材料在低温环境下的热导率和比热容是对磁铁夹持机构进行热分析的必要参数。测量结果表明，镨铁硼样品热导率随着温度的降低而降低，在80K时，垂直和平行于磁化方向的热导率较为接近，均约为4W/m•K，该值约为相同温度下铝合金的5%左右。由于镨铁硼的导热性较差，因此在设计时需要尽量增大磁铁的传热面积。通常，我们使用热扩散系数α来衡量材料内部温度变化传播的速率，即热扩散系数越大的材料，温度变化越容易在该材料中传递。热扩散系数的定义式如公式(1)所示:α=k/(ρcp)(1)式中，k为热导率;ρ为密度;cp为比热容。镨铁硼在80K时的比热容约为185J/kg•K，约为室温下的40%。根据上述测量结果，比较镨铁硼和铝合金6061的热扩散系数，80K时，镨铁硼的热扩散系数约为铝合金的2%，这意味着镨铁硼材料内传递温度的速率远远小于铝合金。因此，在监测磁铁温度与热负荷关系时，应将温度探头布置在比较接近热负荷来源的位置。
1．2力学特性
镨铁硼材料随温度变化的膨胀曲线。镨铁硼在沿平行于取向方向上的收缩量大于垂直于取向方向上的收缩量。由室温降低到液氮温度时，单位长度的镨铁硼大约收缩0．8mm。300K和77K温度下，镨铁硼样品沿垂直于取向方向和平行于取向方向的的弹性模量Y、泊松比v和抗压强度σbc。
2传热结构设计
2．1磁铁夹持机构
对低温波荡器而言，磁铁的夹持机构不仅用于固定磁铁的位置，还需要通过良好的热接触，确保磁铁能够被冷却到设计温度，是传热结构设计的关键。磁铁夹持机构设计，与磁铁接触并进行热交换的结构包括:磁铁夹持基座、磁铁压紧块、磁极和磁极夹持基座。在设计时，应尽量增大上述结构与磁铁的接触面积，使热量更多的经过夹持机构传递至冷却管道。使用ANSYS软件模拟工作状态下磁铁的温度分布以及各个结构与磁铁之间的换热量，分析不同结构对磁铁平均温度的影响。假设夹持机构的底面为80K定温，在磁块顶面热负荷为0．35W，此时，镨铁硼磁块的平均温度约为82K，满足设计要求计算各个接触面的热流量。可以看出，磁极和磁极夹持基座由于与磁铁接触面积最大，其在冷却磁铁时起到的作用最大。因此，在公差设计时应确保磁极和磁极夹持机构在低温条件下与磁铁良好接触。由于低温环境下，铝合金的收缩量大于镨铁硼，因此在设计时需要确保磁极和磁铁在室温条件下接触良好。此外，需要注意的是，机械结构在降温后会发生收缩，这使磁块面临着可能被破坏的风险。因此，模拟计算该温度场下磁铁的受力情况，确保结构设计的可行性。计算得到磁块承受的最大应力约为782MPa，该值约为磁块抗压强度的70%，不会对磁块造成破坏，满足使用需求。
2．2冷却管道
冷却管道和内大梁支撑杆在设计时，会互相影响。一方面，支撑杆引入的热传导是热负荷的主要来源之一，冷却管道在设计时需要提供足够的换热面积，带走系统的全部热负荷。另一方面，内大梁支撑杆需要提供足够的机械强度，使得低温环境下机械结构的收缩造成的相位误差尽可能小。首先，分析热负荷对温度梯度的影响。设定支撑杆的安装位置，通过调整在该面积上加载的热流量大小，比较当采用单冷却通道或者双冷却通道的方案时，磁铁阵列的最大温差。随着热流量的增大，采用单冷却管道的方案时，磁铁沿束流方向的最大温差与采用双冷却通道方案时大得多。为避免支撑杆引入的热负荷对磁铁温度的影响，双冷却通道的方案是使磁铁阵列温度均匀度更小的设计。然后，选择冷却管道的布置方式，比较双冷却管道与单冷却管道方案对磁场相位误差的影响。使用ANSYS软件计算低温环境下内大梁的变形量，分析磁间隙的波动，再使用RADIA程序计算由于机械变形造成的相位误差。考虑液氮的流动方向，共存在如下四种设计方案:单通道同向、单通道反向、双通道同向和双通道反向。磁间隙模拟结果，双冷却通道的方案由于可以减小内大梁在束流方向上的温差，使得磁间隙波动量相对较小。相位误差计算结果，使用双通道的方案造成的相位误差约为0．1度，并且可以忽略液氮的流动方向对相位误差的影响，是非常适合低温波荡器的液氮管道布置方案。而单冷却通道的设计则最好分别在两真空内大梁内采用的相反流动方向。综上所述，低温波荡器内冷却管道采用双冷却通道同向并联的设计方案，每根真空内大梁中开设两条水平排布的冷却通道，使液氮在单梁上往返流动一个来回。该方案不仅可以获得更好的冷却效果，允许使用机械强度较大的支撑杆，还能有效减小降温造成的相位误差。而上下两真空内大梁采用相同的流动方向可以在简化管道的同时，并不造成相位误差额外的增大。
3结论
本文利用测量得到的镨铁硼物性参数，使用数值模拟的方法，综合分析低温波荡器内传热结构的热力耦合场，开展对磁铁及其夹持机构、冷却管道和真空内大梁支撑杆的分析研究。
(1)磁极和磁极夹持机构是冷却磁铁的关键结构，在设计工况下，磁铁的平均温度约为82K。因结构收缩对磁铁造成的压迫在磁铁的抗压强度范围内，不会对磁铁造成破坏。
第5篇
1．1系统工作原理及组成
电磁波电阻率随钻测量系统主要由发射天线、接收天线、电路仓体和对接结构等几大部分组成。天线系统采用“四发双收”的方式和结构，工具上端和下端各有2个发射天线，工具中部设有2个接收天线。工具侧壁设有测量控制电路仓体，工具中心设有泥浆通道，两端的公扣和母扣端有数据对接系统，用来实现与上下相邻工具之间数据交换与供电的功能。电磁波电阻率随钻测量是一种重要的电阻率测井方法，在各种不同类型的钻井液中都能够进行测量。它的工作原理基于电磁波在穿越地层时产生的衰减和相位移。由于穿越不同的地层会导致产生不同的衰减和相位移，通过测量电磁波的衰减和相位移就可以确定地层的介电常数和电阻率。电磁波电阻率随钻测量系统就是利用这一原理，由发射线圈向地层发射电磁波，再由不同的接收线圈接收电磁波，根据接收到的电磁波的相位差和幅度比来确定地层的电阻率。
1．2技术难点
电磁波电阻率随钻测量系统受结构尺寸的影响，设计空间小，机械结构较为复杂，强度和可靠性要求高，具有以下几个主要的设计难点：
1）设计空间小，受工具直径尺寸的限制，中心预留泥浆通道后，可供使用的空间极为有限，对机械设计工作带来了很多的限制。
2）机械结构较为复杂，工具设有4个发射天线，2个接收天线，天线内设有线圈，需要与控制电路进行连接通讯，整体结构较为复杂。
3）系统处于高温高压的工作环境下，并且要传递钻压和转矩，对工具的强度和可靠性提出了很高的要求。
4）系统工作在流动的高压泥浆中，系统内部的电路控制系统和天线线圈需要进行隔离绝缘处理，对整个系统的密封性能提出了很高的要求。
1．3解决方案
针对系统机械设计中遇到的技术难点，经过科学论证和反复试验，提出了4点解决方案。
1）根据随钻工具轴向尺寸大、径向空间小的特点，充分利用空间，精简结构进行设计。
2）在系统机械设计中，避免出现导致强度储备不足的薄弱环节，对强度薄弱的部位进行优化改进，以减少应力集中，增加强度储备。
3）采用多重密封设计，密封圈采用耐高温的橡胶材料，以避免橡胶高温失效造成泄露。利用SolidWorks软件设计平台，设计完成的电磁波电阻率随钻测量系统
2中子孔隙度随钻测量系统
2．1系统工作原理及组成
中子孔隙度随钻测量系统工作时，由同位素中子源发出快中子，在地层运动过程中和地层中的各种原子核发生弹性散射，而逐渐损失能量、降低速度，成为热中子。中子的减速长度L反映了孔隙度的大小，L越小，计数率越低，孔隙度越大。系统通过采集热中子计数率，则可识别岩性并转换为中子孔隙度。中子孔隙度随钻测量系统主要由中子发生器、中子检测器、测控电路和数据对接系统组成。其中，中子发生器位于水眼中心，中子检测器需要贴近井壁以便接收反射回来的中子，测控电路位于系统的侧壁中，中心留有泥浆通道，系统两端设有数据对接系统，用来实现相邻系统之间的数据通讯和功率的传输。
2．2技术难点
中子孔隙度随钻测量系统在机械设计中，受工作原理的需求、空间结构的限制和安全方面的要求，具有3方面的设计难点。
1）中子发生器属于放射性仪器，对系统减震性能要求高，如果减震保护机构失效，中子发生器因振动产生破坏，放射性元素泄露会造成严重后果。
2）系统的工作原理要求中子检测器贴近井壁，以便更好地接收反射回来的中子，缩短中子检测器与井壁之间的距离，成为机械设计中的一个难点。
3）由上述可知，中子发生器发生破坏产生放射性元素泄露会导致严重后果，因此需要对中子发生器安装部位设计特殊的保护措施，即便中子发生器发生破坏也能保证放射性元素不会外泄，而是保存在安全密闭空间内，确保施工安全。
2．3解决方案
综合分析上述技术难点，经过科学论证和测试实验，提出了如下解决方案：
1）中子发生器安装部分减震方案采用弹簧减震和橡胶减震相结合的减震方式，利用弹簧进行轴向减震，利用橡胶垫进行径向减震，充分利用两者的优点，以达到最好的减震效果。
2）在工具的外表面设计一个“凸台”来作为中子检测器的安装位置，“凸台”与工具相比直径较大，与井壁的距离更小，能更好地贴近井壁接收反射中子。
3）在中子发生器安装机构的设计中，采用多重密封的方式，利用高压密封连接器进行功率和数据的传输，确保中子发生器发生破坏后放射性元素不会发生泄露。
3数据传输系统设计
在DRLWD随钻测井系统中，除了电磁波电阻率随钻测量系统和中子孔隙度随钻测量系统之外，还包含有泥浆发电机和无线随钻测量系统（MWD），泥浆发电机负责给上述系统提供电能，MWD充当数据传输的载体，以压力脉冲的方式将随钻测量的信息实时传输到地面，为钻井工程师提供决策参考。在上述各系统之间，需要一套数据传输系统，实现功率和信号的传输，将各个独立的子系统串联起来成为一个整体的综合测井系统。数据传输系统对能否准确实时地将测量信息完整传输至地面起着至关重要的作用，在DRLWD系统中扮演着“动脉血管”的角色。
3．1技术难点
数据传输系统需要井下各个系统在机械连接的同时实现电连接，同时实现功率和信号的传输。因为随钻仪器的连接都在井口来完成，这意味着数据传输系统的接触环境比较恶劣，对连接系统的可靠性有着很高的要求。另外，数据传输系统工作在高温高压强振动的钻井环境中，所以对数据传输系统的稳定性提出了很高的要求。
3．2解决方案
综合考虑各方面影响因素，数据传输系统在设计中采用特制的四芯旋转连接器和多重密封保护措施。
1）特制的四芯旋转连接器使系统在传输功率的同时，能够保证信号数据的同步快速传输。
2）特殊设计的密封保护结构确保系统在随钻仪器机械连接的同时自动实现电连接，且能保证钻井过程中数据传输的稳定性和可靠性。
3）传输系统中包含一种“预先导向机构”，该机构的作用是在仪器之间进行螺纹连接时，预先进行定位导向，实现“未接触先导向”，确保数据传输系统能准确无误地实现接通，并保护其中的四芯旋转连接器不会因为上扣过程中的错位或振动而发生破坏。
4结论
1）随钻测井仪器由于受到设计空间小、高温高压强振动等不利工作环境的影响，给机械设计工作带来了极大的不利因素。因此在设计中，应利用轴向尺寸大的特点，在不影响强度的前提下充分利用空间，为机械设计工作创造条件。
2）随钻测井仪器因其系统复杂、结构修长等特点，被形象地比喻成“圆珠笔”。在机械设计中，利用三维设计软件的虚拟装配、干涉检查等功能，可使结构观察和分析更为直接，设计者能够及早方便地发现设计中的缺陷。参数化虚拟设计改善了零部件的设计方法，提高了设计灵活性，使随钻仪器的功能结构设计更为科学合理。
第6篇
1.1喷嘴快速定位系统
在活塞打靶试验中，喷油嘴出油口与活塞进油口之间的同轴精度对试验结果的影响较大。因此喷嘴的快速定位系统应保证喷嘴的上述要求及重复定位精度，同时兼顾多型号喷嘴的快速装夹。基于以上，活塞打靶试验台采用自制的双轴精密工作平台，并配以自行开发的数控系统。喷嘴固定到工作台上，由数控系统控制工作台的运动完成喷嘴的快速精确定位。
1.2喷嘴的供油系统
发动机冷却过程中，油由喷嘴进入活塞进油口，经活塞内冷油腔从出油口流出，完成活塞的冷却过程。未进入活塞的油不参与活塞冷却。为模拟油的流动过程，活塞打靶试验台的液压系统运行过程。但为满足喷嘴开启试验和多型号喷嘴的要求，液压系统的温度和压力均实现自动调节。
2结构设计
2.1活塞运动机构
模拟活塞竖直方向的运动采用曲柄连杆机构较适宜，结构简单且运行可靠。但滑块行程难以实现自动调节，不能满足多型活塞的行程。结合以往经验，试验台采用双排直线方形导轨和短节矩滚子链组成的竖直移动机构，并应用伺服电机驱动。方形导轨可实现活塞在竖直方向的精密导向，并且滑块与导轨间的滚动摩擦使活塞移动的阻力较小。在活塞正弦运动下，活塞的加速度一直在变化。故应用双排短节矩链既可承受变化的载荷，又能运行平稳。由上述公式（3）可知，一种型号的活塞在试验工况下，R和ω均为常数。活塞瞬时速度公式（3）简化为：V≈C×sinβ其中C为常数。由自行开发的控制程序实现伺服电机精确转动以实现活塞的正弦运动要求。本系统满足了活塞沿竖直方向的运动要求。
2.2喷嘴快速定位
双轴精密工作台实现了在其平面行程内任意点的喷嘴定位。每个移动方向都应用双排方形导轨导向和滚珠丝杠传动的结构，并配以步进电机驱动。自行开发的数控程序可较好的实现工作台运行速度调节与喷嘴精确定位。经过工作台反复的运行实践，工作台有较好的重复性。
2.3液压系统
液压系统由液压泵，节流阀，冷却器和加热器等组成如图4。主要由恒温管路和试验管路两部分。其恒温管路包括循环加热和循环冷却，满足试验对油的温度要求。试验管路模拟了活塞冷却的整个循环过程，并对试验所需参数完成测量。本液压系统还较好的实现了全量程内自动调压（0-1MPa）以及试验对压力波动的要求（≤10KPa）。
3结论
第7篇
1）要满足该机械零件所应有的使用要求：首先，其设计的结果应能使该机械零件达到预期的使用目的；其次，被设计出的机械零件能够长期可靠地运行。综上所述，结构设计所制作的机械零件应该满足基本的功能、寿命、精确度、稳定性等要求。
2）要考虑最大经济性的原则：经济性原则是人类生产生活中一成不变的原则，其涉及到产品的诸多细节方面，在设计、生产、使用的整个过程中才能综合体现出经济性的指标。即结构设计的结果应能使产品满足制造成本较低、使用高效率、维护费用较低等特性。
3）要考虑到机械零件的使用者的劳动需求：机械零件的安全性能必须要严格把握，以保证劳动者及周边人员的人身安全；另外，还应该尽可能地改善劳动者的劳动条件，为劳动者创造安全轻松、省时省力的劳动环境；最后，对于机械零件的外观设计上也应最求一定的美观要求。
4）要满足机械零件其他的环境、功能等上的特殊要求：如大型的机械产品应设计上便于运输的要求，机械机床精度长期保证和保持的要求等。
2机械零件结构的设计方法
设计是在正确的基本原理和已有的实践经验基础上来创造和发展新事物或者改造旧事物。对于机械零件的设计，也应与该概念相合，从知识上的理论原理到实践中的经验总结都应该体现出来，因此，从理论到实践的结构设计，可有以下的几种结构设计的设计方法：
2.1理论设计
理论设计是日常生活中已掌握的合乎客观实际规律的理论和实践知识的基础上，与现代的各种物理力学理论、机械与金属的知识原理和规律相结合，来实现对机械零件的最理论的结构设计。根据零件的整体载荷情况、材料性能、零件工作情况和应力分布规律等方面的条件，运用理论知识下的简单的数学计算公式来确定该机械零件的几何尺寸、设计要求等。运用数学计算公式初步建立机械零件的形状尺寸后，下一步则是进行校核计算。校核计算是指运用理论的校核计算方法对计算出的机械零件的危险剖面的安全系数数值进行比对校核。该设计步骤多应用于机械内应力分布规律比较复杂，但该规律又能通过材料力学公式表达出来的机械零件结构设计。同时，它也适用于在已知零件尺寸的基础上而又应力分布规律相对简单的结构设计情况，如轴和弹簧的设计。一些实践经验丰富的设计工作者为了简化计算过程，常在进行机械零件制造的结构设计时，在相关资料数据的基础上先进行粗略估算，直接实施结构设计，然后再进行校核计算。理论设计是一种比较科学和现代化的设计方法，随着科技的发展，该方法正在不断进步和改善，它阐明了机械零件的材料性能及应力分布规律，是在大量的感性知识的基础上总结出来的一种设计规律，可广泛适用于绝大部分的机械零件的结构设计。
2.2经验设计
经验设计是指根据设计者本人的设计经验，再结合零件已有的设计使用经验，采用类比的方法来进行的结构设计就叫做经验设计。在理论设计非常困难或者理论欠缺等不适用的情况下，可考虑使用经验设计的的方法。经验设计与理论设计相比，虽然没有足够多的理论科学分析作为设计的基础，但是根据设计经验本身形成的公式与理论就已具备有一定的科学参考价值和理论统计性，所以经得起实践过程中的考验，具有很大的实用性的价值。并且一般来说，理论设计和经验设计在某种意义上是相辅相成的，可以相互应用。经验设计适合应用于载荷情况不明、无法用理论分析且外形复杂的机械零件的结构设计中，多在机架、变速箱体的设计中得到应用，也多应用在一些价值不高的机械零件结构设计中。2.3模型实验设计模型实验设计是指在对机械零件作出已有的初步设计的基础上，再做整体和局部的非特殊处理，形成一体上的模型，并对提出的模型进行反复试验，结合实验经验加以修正完善。该设计方法要能制定出复杂机械零件的工作应力分布和极限承受能力，相对于经验设计更加合理，更加完善。这也是一种使经验设计顺利转化为理论设计的重要途径。模型实验的设计方法与实验相结合，能改善理论设计指导上的不足，同时也弥补了经验设计中不够科学的地方。对于一些理论知识不够完备的大型的、结构复杂的机械零件的结构设计，模型实验设计是一项不错的选择。
3机械零件的结构设计需要有创新意识
创新精神是一个国家和民族进步的前提和不断源泉，同时，为了与国际现代化科技的创新发展理念相接轨，每一个机械零件制造的结构设计者都应当尽力附上自己的创新设计，以促进产业发展，并能提高产品的竞争力，实现经济效益。以上的设计方法和原有的理论设计步骤上设计者都可以做出自我的创新改变。如在进行机械零件内部结构分类时除了按各部分的功能进行分类外，还可以根据不同结构的不同价值，进行成本优化，做出结构评价再分类。
4结语
第8篇
论文摘要:使结构安全适用、经济合理、是结构工程师的任务和责任。根据长期工作体会从概念设计的观点出发，介绍抗震设计中遵循的原则，提高房屋抗震性能的措施。结合工程实际介绍了环境类别和保护层厚度的确定、按简支梁计算构造钢筋的设置等问题。
一、概念设计和结构构造
抗震设计中，影响整个结构抗震能力的因素很多，如：结构构件的承载力和变形能力;非结构构件的材料性能及提供的强度储备；结构的连接构造；结构的稳定性；结构的整体性能在经受第一次地震后多次余震反复作用下的抗破坏能力。目前只对第一种因素作了计算，其它因素尚无法进行计算，靠概念设计和结构构造做到结构体系具备必要的承载力、刚度、稳定性、能力吸收及耗能能力，也就是具有足后的延性。对复杂结构，七分计算三分构造，更重要的是概念设计。
（一）概念设计
材料性能、构件性能、连接构造、结构体系通过实验、实践检验，但还不能计算，称为概念设计，抗震设计中应遵循以下原则：(1)结构的承载力、刚度、质量在平面内和沿高度应均匀、对称和连续分布，避免应力集中：(2)应尽可能设置多道抗震防线，布置超静定结构及延性较高的耗能构件，注意适当加强静定结构部位、关键部位和薄弱环节；(3)注意结构的连接整体性，结果单元应采用牢固连接，不同结构单元应遵守彻底分开的要求；(4)估计和控制塑形铰区出现的范围和部位，有针对性的进行构造布置，掌握结构的屈服过程以及最后形成的屈服机制；(5)做到强柱弱梁、强剪弱弯；(6)采取有效措施防止过早的混凝土剪切破坏，钢筋锚固滑移和混凝土压碎等脆性破坏；(7)构件和节点连接的承载力和刚度要与结构的承载力和刚度相适应，节点连接的承载力不低于构件的承载力；(8)应该避免盲目增加钢筋，某一部分结构设计承载力超强或不足，都可能造成结构的相对薄弱，梁端、柱端及抗震墙的加强部位受弯配筋在满足承载力和抗震构造要求的条件下，应减少钢筋超配；(9)考虑非结构性部件对主体结构抗震产生有利和不利的影响。
（二）结构构造
结构体系靠力学计算保证构件的承载力及变形，又靠构造措施将构件连接在一起，形成结构体系，合理的构造保证构件传力明确；保证在力的多次作用下能力的吸收及耗散；避免因部分构件破坏而使结构体系丧失承载能力及抗震能力；保证在设计使用年限内的耐久性。可以说结构构造是概念设计的具体化。我国通过几十年的实践，特别是唐山地震所总计的经验教训，后来试验研究都有完整的结构构造措施。但是认识在不断提高，概念设计在不断发展，结构设计除正确运用目前的构造措施，同时还需要不断总结、充实、提高。
二、结构计算
（一）荷载要准确
荷载包括结构自重，建筑材料做法，设备荷载（设备自重、管道重），建筑功能需要的活荷载，风、雪荷载、地震力、温度变化产生应力以及其它偶然作用等。有的荷载规范有所规定，可作依据，有的需要各专业提高。建筑专业提高的不仅仅是荷重，而应该是具体的材料做法，设备专业则应提供所选用的样本。由于建筑做法和设备一般要到订货时才能落实，在这以前变换的可能性很大，结构设计人员应该意识到这一点，并要求有相关的知识，准确计算所采用的荷载。
隔墙荷载占总荷载的比例较大，隔墙材料品种繁多，但尚无十分理想的隔墙材料，不是荷重偏大就是隔音差、抗撞击差或板块之间易出现裂缝。当隔墙位置固定且隔墙材料确定时，预留荷载是必要的，但考虑过重的隔墙会使结构用钢量过大。一般可与建筑专业配合，易采用轻质材料并在施工图中说明隔墙材料，允许荷载值及位置。
结构计算最忌讳漏掉荷载，他将使计算白费或使结构存在隐患，应引以为戒。
（二）应分析计算结果
对复杂或重大工程一般需要用两种不同单元模型的程序进行分析和比较，对特殊工程应选择适当的计算程序。建立的模型，边界、支撑条件应尽量符合实际。程序中的输入数据应弄明其缘由，弄清其概念，对提高设计质量是不可缺少的。
（三）环境类别与保护层的确定问题
混凝土设计规范第3.4.1条规定了耐久性设计的原则及构件环境类别的分类标准。规范第9.2.1条给出了各类环境条件下的构件纵向受力筋保护层最小厚度。这是新规范重视耐久性问题的具体体现。由于规范是依据构件所处的环境类别来确定纵向受力筋保护层最小厚度的，对于处在两种环境交界部位的构件，如地下室墙，迎水面侧一般为二类环境，而其室内一侧一般为一类环境，两侧面的受力筋保护层最小厚度也应有所区别。因此笔者认为，对于处在两种环境交界部位的构件，在选用最低混凝土级别、确定混凝土配合比等耐久性基本要求（规范第3.4.2～3.4.8条）时应接交界面上两种环境类别中的最不利环境类别确定，在确定受力筋保护层最小厚度时，则应按构件表面所处的环境类别分别考虑。否则，对于基础地板、地下室外墙，随着保护层厚度的增大，采用商品混凝土时，构件表面出现早期收缩缝的机率也随之增大，而构件表面开裂后，反而影响构件的耐久性。所以保护层厚度不是越大越好，而应构件表面所处的环境类别有针对性地选用。
（四）安简支计算的梁端部上部构造钢筋设置问题
混凝土结构设计规范第10.2.6条对实际受约束的简支梁端上部构造筋作了规定。此时梁端实际受到部分约束，如按梁端的实际约束条件采用弹性理论进行整体内分析，计算所得的实际弯矩除与梁上承受的荷载大小有关外，更与梁端的约束构件即边梁或构件柱的相对刚度有关。将梁端构造钢筋的截面面积与梁跨中下部纵向受力钢筋计算所需截面面积相关联，只体现了梁上承受荷载的大小，而没有考虑梁端实际约束程度，如果梁端实际约束程度很弱，非常接近于简支，即使梁上承受的荷载很大，梁端实际弯矩仍很小，因而没必要配置太多钢筋，这是其一。其二，条文所指部分约束梁端的构件通常是指砖混结构的构造柱、框架和主次梁体系中的边梁，如果梁端实际配筋较大，梁承受的负弯矩也较大，与之平衡的构造柱弯矩或边梁的扭矩也较大，当约束构件是构造柱时，由于构造柱配筋较小，一般为4φ12，很可能造成构造柱的配筋不足；当约束构件是框架或主次梁体系中的边梁时，虽然按弹性理论计算边梁有较大的扭矩，但国外的试验资料表明5，边梁开裂后，其抗扭刚度约相当于弹性抗扭刚度的1/10。塑性内力重分的结果使得边梁扭矩和梁端实际弯矩值都很小，没比要配置太多的钢筋。新的混凝土结构设计规范实施前，我院设计的大部分工程终于边梁相交的梁端实际配筋统一为2φ12（四肢箍为4φ12），20世纪六七十年代设计的部分工程甚至为2φ10或2φ8这些工程已正常使用了30年综上所述，规范所给的这种配筋策略是否合适值得商榷。
参考文献
[1]混凝土结构设计规范(GB50010-2002).2002
[2]中国建筑科学研究院.混凝土结构设计.中国建筑工业出版社.2003
[3]吕西林。高层建筑设计(第二版).武汉理工大学出版社.2003。
第9篇
[论文摘要]构建社会主义和谐社会关键是要注重基础结构建设。本文探讨了社会主义和谐社会的社会阶层结构、社会保障结构、社会运行结构、社会治理结构和社会道德结构及其构建关键。
和谐社会是一个非常复杂的系统，它要求矛盾的双方或多方在运动中达到并保持双赢或多赢的结局。构建社会主义和谐社会是一个系统工程，关键是要注重基础建设。本文试图从和谐社会的基础结构角度探讨其构建的思路。
一、社会阶层结构：关键是扩大中等收入者比重
从实质上看，和谐社会的主要基础就是确立我国各主要社会阶层之间的和谐关系。和谐社会，表现为现代化的社会结构，就是两头小中间大的“橄榄”型社会阶层结构。历史经验表明，在“橄榄”型社会，社会资源的配置一般都比较合理，分配差距比较小，社会各阶层之间的利益矛盾和冲突一般都不会很大，这样的社会最稳定，是可持续发展的。因为社会中间阶层是一个社会地位比较稳定、经济地位比较优越、文化层次较高的日渐庞大的社会集团。他们比较重视现有稳定的生活，而且其行为方式比较理性，其心理倾向相对来说也比较稳定；再者，社会中间阶层是介于富裕群体和贫困群体之间的一种十分有效的缓冲力量，它有助于缓解各种可能出现的社会紧张和冲突。因此，社会中间阶层的存在，能有效地防止两极分化，极大地减轻社会不同阶层之间的相互磨擦和利益碰撞，使社会处于一种稳定持续发展的良性循环之中。所以“橄榄”型的社会阶层结构是和谐社会的基础结构。
然而据有关专家研究表明，我国目前的中等收入阶层只有18%左右，社会结构只是一个“洋葱头”型，远没有形成成熟的“橄榄”型。如果现在采取积极的方针政策，不断扩大中等收入者比重，到2020年达到40%左右，就有利于改善我国的社会阶层结构，保持社会和谐发展。因为调查研究表明，在政治上，中等收入者阶层拥护现有政策，是政治上的稳定力量；在经济上，中等收入者阶层是稳定的消费群体，扩大社会的需求，促进社会的发展；在文化上，中等收入者一般都有一定的文化资本，虽然老的中等收入者阶层拥有的文化资本有限，但新的中等收入者阶层拥有的文化资本越来越多。因此，积极扩大中等收入者阶层，就能带动整个社会在政治、经济、文化上的不断提高，形成稳定的“橄榄”型的社会阶层结构，保持稳定持续发展。所以构建社会主义和谐社会关键是要扩大中等收入者比重。
扩大中等收入者比重，首先，要继续走改革开放的强国之路，加快发展社会主义市场经济。因为随着改革开放的深入，社会主义市场经济的发展，经济结构的多样化，就业方式的多元化，分配方式的公正化，就必然要促使我国中等收入者比重的提高。其次要走新型工业化道路，加快实现我国工业化和现代化。因为走新型工业化道路，就必须推进产业结构优化升级，从而出现二、三产业从业人员上升的现象，尤其是信息、金融、保险、房地产、旅游及各种服务上的人数增加，技术工人、工程师、设计师、会计师、经济师、教育工作者、科技工作者等专业技术人员需求猛增。再次要积极推进农业产业化、农村城镇化、农民非农化。随着“三化”的发展，必然形成庞大的中等收入者队伍。最后，还要走科教兴国战略，努力创造公平教育机会。良好的教育是获得中高收入、理想职业和优雅生活方式的必要条件。创造公平教育机会，既能长期有效地解决贫富差距过大问题，给社会稳定以基础，又能充分发挥我国人力资源丰富的比较优势，有利于全民族的思想道德素质和科学文化素质的提高，给经济持续增长以保证，从而必然有利于提高中等收入者阶层比重。
二、社会保障结构：关键是完善社会救助制度
社会保障是市场经济正常运行的重要支柱，既是经济发展的推进器和减震器，又是社会公平的调节器和社会安全的稳定器，因而是构建社会主义和谐社会的“基石”。现代市场经济条件下的社会保障，一般由社会保险、社会福利、社会救助、社会优抚和安置等部分构成。他们之间既相对独立，分工负责，又相互融洽、功能互补，共同构成一个完整的社会保障体系。目前我国社会保险的实践并不理想，在很大程度上使企业、员工和政府都不满意。而社会救助由于具有现收现付、程序公正、运作成本低、收效明显以及很容易为中国公众所接受等特点，因而应该确立社会救助在我国社会保障结构中的中心地位。
社会救助，即当社会成员由于各种原因陷入社会生活困扰或无法伸张其权益时，由国家和社会按照法定的程序和标准向其提供现金、物质或其他方面的援助与支持。实践证明，社会救助对于构建和谐社会具有十分重要的意义：首先，社会救助体现了政府和社会对于困难人群的关怀，有助于促进社会认同和人文关怀；其次，社会救助有助于缩小社会成员在竞争起点上的差距，从而有助于促进社会公平和正义，而公平和正义是社会和谐的前提；再次，社会救助有利于保证所有社会成员共享社会经济发展成果，增进其对发展模式和发展方向的认同，从而有利于社会进程中实现动态和谐；最后，社会救助是现代社会公民的一项基本权利，尊重和保障公民的基本权利，则是实现社会和谐的重要基础。因此，构建社会主义和谐社会的关键之一，就是要建立和完善社会救助制度。
目前我国的社会救助制度主要包括城市居民最低生活保障制度，农村居民最低生活保障制度，农村五保户供养制度，自然灾害救助制度，城市流浪乞讨人员救助制度，农村特困户救助制度以及其他社会救济等。整体上讲，它在保障困难人群的基本生活、促进社会和谐方面已经发挥了一定作用，但也存在一些突出问题：一是没有实现城乡统筹，没有真正做到“低水平、广覆盖”的要求；二是其项目比较单一，主要是单一的生活救助；三是其救助理念和管理水平比较落后；四是社会救助资金分担不够合理，过于强调地方责任。因此，必须积极推动我国社会救助制度的有机整合。整合应以面向全民的最低生活保障为基础，着眼于不断完善这一制度。在此基础上，努力在救助内容上做到普遍性救助与专项救助相结合，现金救助与服务救助相结合；在救助方式上做到常规救助与临时救助相结合；在救助管理上做到部门主导与部门联动相结合；在救助主体上做到政府责任与社会互动相结合。
三、社会运行结构：关键是促进公平与正义
促进公平和正义，是构建社会主义和谐社会的又一重要基础。因为全体人民各尽其能，各得其所，是构建社会主义和谐社会的重要条件和重要保证。社会主义和谐社会，既是一种充满活力的社会，是人的创造活力能够得到充分发挥的社会；又是一个让人民群众共享改革发展成果的社会，是全体人民的经济、政治和文化权益普遍增进的社会，因而必然是一个公平与正义的社会。
社会公平和正义是人类追求美好社会的永恒主题。从具体内容和规则上看，现代意义上的公平与正义主要表现在四个方面：其一，保证的规则，即切实保证社会成员的基本权利；基二，机会平等的规则，即从总体上保证每个社会成员大致相同的基本发展机会；其三，按贡献进行分配的规则，即根据每个社会成员的具体贡献进行有差别的分配；其四，社会调剂的规则，即立足于社会的整体利益，对一次分配后的利益格局进行必要的调整，使社会成员不断得到由发展带来的利益，进而使社会生活的质量不断有所提高。
促进社会公平与正义，对于构建社会主义和谐社会具有重要的意义。第一，确立保证的规则，有利于促进经济社会的健康发展。经济社会的发展只有坚持以人为本，切实保证社会成员的基本权利，坚持使发展的成果惠及绝大多数的社会成员，才能真正提升发展质量，保证经济社会的协调发展；才能使广大人民群众积极地认同改革、认同发展，使经济社会发展真正成为全体人民的共同事业，为经济社会发展提供持续的动力。第二，确立机会平等和按贡献分配的原则，有利于真正、充分、持续地激发社会活力。只有机会平等，才能保证每一位社会成员能够有一个平等竞争的条件，从而拓展自由创造的空间，最大限度地发展自己的能力；只有遵循按贡献参与分配的原则，才能不断提高效率，促进经济社会发展。第三，确立社会调剂和互惠的规则，有利于实现社会的安全运行和良性互动。只有建立起完整、有效的以税收和社会保障制度为主的社会转移的体系，才能形成以中等收入阶层为主的“橄榄”型社会结构；只有建立起社会成员之间的互利互惠机制，才能消除或缓解社会若干阶层、各个群体之间的矛盾尖锐化，避免相互之间的恶性互动。四、社会治理结构：关键是实现民主与法治
社会治理就是社会不同利益主体之间矛盾及冲突的化解机制及方式。政府、企业、居民是一个社会的基本构成要素。企业作为市场的主体，在社会发展中，其最主要的功能应是能有效、快速地调配各类社会资源。市场注重的是效率，但解决不了公平，单重视效率就可能制造很多社会的不和谐，引发冲突。但政府及其公共部门所发挥的作用，则正好是要弥补市场的缺陷，通过公共财政、公共政策及通过公正性来化解这些矛盾和冲突，维护社会的和谐。居民是市场消费的主体，又是市场的第一原生主体、第一推动力，也是企业劳动力的供给者和投资主体。居民既是政府服务的对象，又是政府服务的提供者和评判者。在一个社会中，政府、企业、居民之间以及政府各部门之间、企业之间、居民之间不可能没有矛盾，没有利益冲突，关键是如何协调相互关系、化解其矛盾冲突。
现代社会发展经验说明，民主和法治是协调相互关系、化解矛盾冲突、构建和谐社会的两大基石。民主协调通过不同利益主体之间互相协商，在考虑到不同利益要求下，，对主要问题达成共识，使矛盾得到相对的解决；民主政治通过民主选举、民主决策、民主管理、民主监督等环节为不同利益群体反映自己的要求，表达自己的意愿和不满，提供了不同而有效的途径、方式、方法，相应的民主机制也将约束政府依法公正负责地解决这些问题，从而实现社会和谐发展。民主之所以能使社会在充满活力和生机中和谐向前发展，更深刻的原因在于它以制度保障了社会成员的平等权利，能够充分发挥民智、尊重民意、凝聚民心、展现民力，从而创造和谐社会的政治基础。
同时，和谐社会是法治保障的社会，是法治保障的有序社会。法治要求整个国家以及社会生活均依法而治，即管理国家、治理社会，是凭靠法律这种公共权威的普遍、稳定、明确的社会规范，而不是靠任何人格权威，不是靠权力者的威严甚至特权，更不是靠亲情。它要求把法律至上、树立崇高的法制权威作为基本原则；法律是公民行为和政府活动的最终导向，是规制和裁决人的行为的最高标准和终极力量；使每个社会成员都共同受法律的保护和约束，任何人或任何组织都无例外地受领法律的规束以及恩惠，其行为和活动都纳入法制的轨道和范围。因此，法治是社会调整摆脱偶然性、任意性和特权，形成高度稳定有序的秩序与和谐状态的必然要求，以保障和促进政府、企业、居民和睦相处与社会经济发展的全面进步。法治的意义不仅在于可以减少矛盾和冲突，而且还在于可以协调不同利益关系，有效地解决矛盾，使已经产生的矛盾能够得到及时解决，使不和谐的状态归于和谐。
同志指出：“民主法治，就是社会主义民主得到充分发扬，依法治国基本设计图得到切实落实，各方面积极因素得到广泛调动”。构建社会主义和谐社会所要实现的公平正义、诚信友爱、充满活力、安定有序、人与自然和谐相处，都需要民主法治的支持，需要以民主法治为基础。
五、社会道德结构：关键是讲究诚信与友爱
第10篇
机械臂系统是用于教学的新型设备。该设备是北航自动控制系在“211”教学试验建设项目和北京市高效教育改革试点项目中，为自动化专业教学试验提供典型的控制系统模型而自制的设备。机械臂系统是基于对桥式吊车系统的改造，添加了一个下摆，并在两个转轴关节上又加入了控制电机，形成了具有三个自由度结构的工业机械手臂系统。本次毕设正是期望完成对机械臂系统的控制设计仿真和联机调试实际系统，对机械臂的控制方案中的一个方向——BP控制的研究。
论文中将介绍机械臂系统的组成结构、工作原理、数学建模、控制方案和控制软件的设计。文中将详尽介绍基于拉各朗日方程的系统数学建模，面向状态空间的控制方案和面向解耦通道的控制方案，在经典PD控制的基础上加入了现代的神经元网络控制，并比较了它们之间的差异和结合以后所取得的改善。
论文中讨论的神经网络BP控制和PD控制在MATLAB里仿真获得了成功，并同时讨论了两种方法，都分别得到了结果。PD控制在实际系统上进行了调试。
关键词： 机械臂，神经网络，BP控制
目录
第一章 绪论
一 论文的背景与来源 (4)
二 毕设论文的组织结构和取得的结果 (5)
第二章 机械臂系统的介绍
一 系统结构和工作原理 (6)
二 机械臂控制方法概述 (9)
第三章 机械臂的数学模型
一 系统的动力学模型 (12)
二 系统控制要达到的目标 (20)
第四章 机械臂系统的仿真
一 控制系统的仿真概述 (21)
二 机械臂的PD控制 (23)
三 机械臂的BP控制 (33)
第五章 机械臂系统的控制实验
一 VC的介绍 (56)
二 控制软件的功能 (57)
三 控制软件的功能及特点 (59)
四 实验结果分析 (60)
结束语
参考书目
：18000多字
有中、英文摘要
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第11篇
关键词：内螺纹，注塑模具，机械侧抽
前言
运用机械侧抽带动内螺纹脱模机构运动技术充分利用了简单机械运动的原理，使注塑模具的结构更紧凑、简单。可以大大减少模具制造难度、时间，而且模具成型塑件的时间也大大减少，从而降低生产成本，缩短生产周期。
1、 产品结构分析
塑料零件的结构如图1所示，为望远镜的结构塑料件，要求具有较高的强度、热稳定性、尺寸稳定性。故材料选为PC+G10%。塑件的设计收缩率为0.35％，根据该原材料的流动性能，设定溢料间隙为0.05mm。该塑件结构比较复杂，有内、外两处螺纹，外形为φ0.44mmX11.05mm,考虑到塑件的生产效率和模具整体受力平衡采用1模2腔。科技论文，注塑模具。
图1 产品图
2、 模具的结构设计
由于产品是望远镜的主要结构零件，要与其他零件进行配合，对产品的表面外观质量要求较高。塑件要求配合面美观、光洁、不允许有收缩痕、料斑、摩伤痕等缺陷。为了达到产品要求，塑件在进胶处要作减胶处理，且采取点进胶方式进胶。塑件的进胶方式如图2所示：
图2 进胶口图
模具的要求是1模2腔，其排位如图3所示：
图3模具型腔分布图
产品有内、外螺纹需要成型，为了模具的结构合理、简单，故产品的外螺纹采用动、定模镶件的方式进行脱模。对于内螺纹，则采用机械侧抽机构脱模的方式。
模具采用点进胶浇注系统，所以模架是三板模（SC3030 A60 B60 C80）。科技论文，注塑模具。模具开模顺序的控制采用橡胶开闭器、机械开闭器和弹簧来实现；而模具开模距离则采用限位钉来控制。
由于产品比较小，放置顶针的地方较小，故采用二级顶针和扁顶针来推出塑件。
注射模结构装配图如如4所示：
模具的寿命要求为50万次。属于中高产量，需要较高的精度要求。模具所有成型零部件都采用S136H钢材。科技论文，注塑模具。S136H钢材是抗腐蚀塑胶模具钢，具有高抗腐蚀、热处理变形小等特点，适用于高精度镜面模具。模具所有的滑动零部件采用DF2钢材，DF2钢材具有较好的耐磨性、稳定性，硬度达到HRC50－52。
图4 模具装配结构图
1、机械开闭器 2、小拉杆 3、橡胶开闭器 4、螺纹轴
5、齿轮组 6、齿条 7、铲机 8、斜导柱
9、滑块座 10、滑块镶件 11、动模仁 12、定模仁
2.1 模具滑块的设计
塑件的尾端有倒扣，需要有侧抽机构进行脱模，可以设置2个滑块把2个塑件的倒扣部位包围。科技论文，注塑模具。塑件在每个滑块的运动方向有倒扣1.51mm，设定滑块的斜度为15. 0°，当模具开模后滑块行程可以达到5.00mm时，滑块就能脱出塑件。如图5所示：
图5动模滑块图
2.2 模具脱内螺纹机构的设计
塑件的内螺纹外径为7.22mm，内径为6.22mm，是双螺纹，螺距为2.00mm，高13.05mm。故采用齿条（模数1、压力角20°）带动齿轮1（模数1、齿数16），齿轮1与齿轮2（模数1、齿数40），由齿轮2带动齿轮3（模数1、齿数16）而使螺纹轴转动退出塑件。当齿条运动150mm时，齿轮1转动3圈，从而使齿轮3转动7.5圈，螺纹轴退出15.00mm。如图6所示：
第12篇
农业机械化的发展离不开高层次人才的建设，农业推广硕士主要培养农业技术推广与应用方面的高层次复合型人才。我国高校在农业推广硕士培养方面还处在探索阶段，还需要不断地改进和完善，使其更加规范化、系统化和科学化[1]。近年来，农业机械化农业推广硕士研究生教育已得到了较快的发展，但在日常的教学和管理过程中也出现了一些问题[2-3]。（1）该领域研究生的生源多样，年龄及知识结构差异大。（2）课程设置理论与实践相结合的教学方式应用较少，不能有效地将科技知识转化为生产力。（3）高校“双导师”队伍建设普遍不完善，不能建立相适应的教学方式和方法。（4）学位论文选题及内容普遍存在与农业生产实践相脱节及创新性明显不足的情况，且论文评审和质量评估也没有形成有效的保障体系。
由于农业机械化领域农业推广硕士教育开办时间较短，研究生教育质量保障体系还不尽完善，相关政策措施不能较好地适应发展需要。因此，构建完善的农业机械化农业推广硕士教学质量保障体系尤为重要。
1 农业机械化农业推广硕士培养方式与管理制度构建
农业机械化农业推广硕士生源结构的多样性决定了其在具体的培养过程中需要结合学生的综合素质、业务背景及社会实践的不同进行归类，并按照国家农业推广硕士专业学位教育指导委员会的要求，制定农业机械化农业推广硕士的招生、培养、管理到学位授予等各环节的规章制度。
农业推广硕士教学具有一定的难度，对导师要求相对较高。高校教师大多具有较丰富的教学经验和科研能力，但生产实践能力相对较弱。因此，构建多样化的导师培养模式和管理方式尤为重要。一方要完善教师的知识结构，提高教师的教学水平，保证农业推广硕士研究生的教学质量。另一方面，可以采用校内和校外导师联合培养的模式，即一名研究生由高校导师和校外研究员共同负责，其中校外导师以辅助为主，在教学过程中能够提供充足的生产实践条件以及在学位论文选题和指导中能够切中现实生产问题，从而弥补校内导师实践经验不足的缺陷[4]。
2 培养方案与课程体系构建
由于农业推广硕士研究生的工作经历、知识结构及专业基础等方面都存在较大的差异，因此在培养方案的制定过程中应注重拓宽基础，突出应用，同时可以开设多方向的选修课供学生根据自身情况进行选修，发挥学分制的作用[5-7]。此外，在修订培养方案时应结合学校区域特点和办学特色，注重创新；同时强化实践教学，能够把科研成果应用于生产实际，因地制宜地发展农业机械化。
农业推广硕士课程体系的构建应切合高校农学建设特点和区域经济发展状况，在广泛地进行市场调研的基础上，综合听取农业推广委员会与教育机构、用人单位、培养单位、已毕业研究生及在读研究生等的意见和建议，结合学校的办学特色，制订出适合的培养方案。比如，在公共课程构建方面注重学科知识的交叉性，并注重特色专业课程建设。公共选修课可采用典型案例进行教学，注重实践能力的培养。比如，开设农业技术推广的经典案例，农业推广项目的评价以及科技论文写作、推广口才与心理学等方面的课程。此外，在实际教学过程中，应根据学生的反馈及时调整课程结构，构建灵活的课程体系。
3 教学内容与教学方式构建
农业推广硕士培养的目的是使学生获得解决实际问题的理论和方法。在教学内容方面，要求教师不仅要注重基础理论知识以及学科前沿和交叉知识的传授，还要适时结合当前农业机械化发展所面临的问题。因此，在教学方式上，教师可通过典型案例分析、专业领域学术研讨及科技前沿讲座等多样化形式组织教学，切实提高教学质量[4]。
教师在授课过程中应形成理论教学与实践教学并重的教学理念，可与校外企业和科研单位加强合作，建设相应的实践基地，为研究生提供良好的实践创新平台和实习岗位。同时鼓励教师和学生积极参与企业科研课题以及产品研发等方面的工作。此外，营造良好的学术氛围，加强研究生与国内外同行的学术交流，也是确保和提高研究生培养质量的有效途径。
4 硕士学位论文质量保障体系构建
如图1所示的农业推广硕士论文质量保障体系，需要研究生、导师、专家的配合到位才能保证学位论文质量[4]。论文选题需要研究生进行充分调研和论证，可以在校内导师的科研项目中选题，也可以从校外导师的生产实践中选题，还可以自行选择课题。提倡选题与导师的科研项目相结合，鼓励研究生自选课题。
确定选题后，研究生应全面查阅相关领域的研究成果，确定实施方案并进行预研究，探索课题的可行性。然后在有一定预研究成果的基础上撰写开题报告，在导师及开题答辩专家小组的指导下完成开题环节。开题后进入正式研究阶段，应全面深入详细地制定实施方案并进行大量研究，撰写中期检查报告，在导师及中期考核专家小组指导完成中期考核环节。专家小组在开题报告和中期检查的过程中应严格把关，充分论证，并提出修改或补充意见。
第13篇
关键词：液压；凿岩机；设计研究；建议
中图分类号：TD421.2 文献标识码：C
Abstract： The paper analyzes various design and research literature on hydraulic rock drills in China， enumerates major arguments in some related papers， points out the imperative problems， and puts forward academic and policy-related advice on the R&D of the hydraulic rock drills industry in China.
Keywords： hydraulic； rock drill； design & research； opinion
1 我国液压凿岩机设计研究历史回顾
我国液压凿岩机的研制起步非常早，距今已近50年。我国液压凿岩机技术研究也很早，二十世纪七十年代，我国长沙矿冶研究院等就翻译了大量国外液压凿岩机专利和论文，七十年代后期，我国作者撰写了大量液压凿岩机的技术论文，直到现在，关于液压凿岩机的论文与专利仍然不断出现在各类期刊与网络上。
我国液压凿岩机设计研究方面的论文，有博士论文，硕士论文，学士论文，有期刊论文，也有网络论文，在整个液压凿岩机技术论文中，占据了很大一部分。
估计有20个高等学校（其中包括3所师范大学）和近10个研究院所的作者发表过液压凿岩机技术论文，其中大部分是关于液压凿岩机设计研究方面的论文。专利文献更是与液压凿岩机结构设计有关。可见，液压凿岩机设计研究在我国并非冷门。
我国液压凿岩机的技术论文与设计研究论文大量产出。与此形成鲜明对比，我国液压凿岩机产品发展很缓慢，独立开发的产品，很少能在市场站住脚。
2 我国液压凿岩机文献的分类
2.1 研究型论文
2.1.1 设计计算型论文
此类论文数量多。
设计计算型论文包括了仿真计算，优化设计，活塞间隙优化设计，蓄能器设计优化，换向阀设计优化，活塞缓冲设计，钎尾缓冲设计，冲击频率调节方法等等。
博士、硕士、学士的论文几乎全部属于此类。高校与研究院所作者的论文大都属于此类。此类论文数量多。
2.1.2 实验研究型论文
实验研究型论文包括实验方法介绍，实验设备和仪器介绍，实验项目介绍，测试结果与测试曲线分析，误差分析等等。
此类论文中介绍实验原理与实验方法的较多。专门介绍液压凿岩机测试结果与曲线，并且进行分析的论文较少，大多散见于设计计算论文中，作为计算正确性的证明。
高校与研究院所作者有些论文属于此类，此类论文数量不多。
2.1.3 材料热处理研究型论文
材料热处理研究型论文包括活塞、钎尾的选材与热处理，铜套的选材等等。关于活塞、钎尾的选材与热处理的论文较多，关于其他零件的论文数量少。
2.1.4 加工工艺型论文
加工工艺型论文包括凿岩机主要零件的机加工的设备，工装夹具，量具与测量方法，工序与工艺步骤，怎样保证尺寸精度与位置精度，等等，大概是技术保密的原因，此类论文数量极少。
2.2 综述型论文
2.2.1 产品品种型号综述型论文
产品品种型号综述型论文包括当时国内外液压凿岩机产品的厂家，系列，型号，主要性能参数等等。
此类论文数量较多，但大多是介绍阿特拉斯、山特维克公司的液压凿岩机产品，介绍国内产品的较少。
2.2.2 产品历史发展综述型论文
产品历史发展综述型论文包括介绍国内外液压凿岩机历史发展，产品型号推出的年代，市场情况等等， 此类论文数量不多，但大多是介绍蒙特贝塔、阿特拉斯、山特维克公司的液压凿岩机产品历史，介绍国内产品历史的较少。
2.2.3 产品技术综述型论文
产品技术综述型论文包括液压凿岩机结构类型，技术进展，等等。此类论文数量少而且内容重复较多。
2.2.4 产品市场调研分析指导型论文
产品市场调研分析指导型论文包括当时国内使用的液压凿岩机产品的主要型号，市场保有量，年销售量与销售额，备件销售量与销售额，市场的细分，将来市场的趋势预测，市场对液压凿岩机的性能与技术要求。
此类论文很重要，对于国家的产业政策和企业的产品规划指导意义很大。
此类论文数量极少，几乎没有，倒是在网络上各种市场调查公司的广告不少，只提供提纲，具体内容要付费才能提供。
由于我国缺乏市场液压凿岩机产品销售数据统计，要写出高可信度的此类论文，必然要花费巨大的人力财力，只靠个人或一个单位的力量难以完成，最好有行业组织与行政力量的参与。
2.3 使用维修型论文
2.3.1 产品使用方法型论文
产品操作方法型论文包括凿岩机冲击压力，旋转压力，推进压力的优化匹配，钻头直径与旋转速度的匹配，操作方法等等。
此类论文数量不多，有北京科技大学高澜庆教授等的论文“液压凿岩机主要工作参数对凿岩速度影响的试验研究”，有广东省水利水电第二工程局梁明华论文“液压凿岩机旋转速度与凿孔直径的关系” [1]，是凿岩机使用实践总结，指导意义更大。
2.3.1 产品维修与故障分析型论文
产品维修与故障分析型论文多数为水电工程局、铁路隧道工程局的技术人员所写。此类论文来源于生产实践，言之有物，参考价值很大，数量不多，列举如下：
煤科总院北京建井所黄园月、李耀武、郭孝先“液压凿岩机的故障分析与防治”；
广东省水利水电第二工程局何雄彬“HDl35A和COPl238ME型液压凿岩机工作原理及常见故障处理” [2]；
广东水电二局股份有限公司李同明“阿特拉斯ROCD7钻机使用中易出现的问题与改进” [3]；
李强“Atlas 1838型凿岩机六种常见故障的排除”[4]；
张兆钦“COP1238凿岩机技术特点及使用维护” [5]；
田华军“HL500型液压凿岩机的日常维护保养” [6]。
2.4 产品介绍型论文
2.4.1 产品性能介绍型论文
产品性能介绍型论文多为介绍阿特拉斯、山特维克公司产品的论文，也有少量介绍国内海卓公司产品，乐清采矿机械厂的液压凿岩机产品的论文。
2.4.2 市场应用报道型论文
国外作者关于液压凿岩机市场应用报道型论文很多，国内此类论文数量很少，有少量关于YYT26支腿式液压凿岩机工程案例，使用成本效益分析的报道。
2.5 专利文献
最近的十几年关于凿岩机械的专利有六十多件，大都是液压凿岩机械的结构设计方面的专利。尚未见到有重大影响，或产生效益的专利。
3 我国液压凿岩机技术研究的不足
3.1 凿岩机文献的五多五少现象
通过对我国液压凿岩机文献的分析，我们发现有五多五少现象。
（1） 设计论文多，实验与工艺论文少；
（2） 研究论文多，使用维修论文少；
（3） 性能介绍型论文多，市场应用报道型论文少；
（4） 历史发展综述论文多，市场调研分析指导型论文少；
（5） 专利多，影响小。
3.2 缺少学术交流讨论
我国大概有20多年没有开过全国性液压凿岩机技术方面的交流会或研讨会。
我们众多的论文作者，都是在自说自话，没有交流，没有讨论，更没有争论。论文提出的论点，基本没有人跟进，进行理论与实践两个方面的证明或证伪，或补充，只是不加评价的引用。
我怀疑，很少有人认真阅读这众多的论文，如果不是博士生，硕士生，大学生因为做毕业论文的需要，阅读的人就更少了。我国关于液压凿岩机论文的影响力实在有限。
3.3 设计理论研究与产品生产脱节
我国大概可称得上液压凿岩机设计研究论文数量大国，但是我国自行开发的液压凿岩机产品多数从市场上消失，现在还能在市场上站住脚，有一定销售量的产品，多数为1980年代技术引进的产品。这种情况至少说明我们的设计研究和产品生产是脱节的，或者说明我们的设计理论还不成熟，还要不断改进。
4 我国液压凿岩机设计理论的主要论点
4.1 关于凿岩机冲击机构设计理论
4.1.1 三段法理论
认为活塞往复运动一个周期是由活塞回程加速、回程减速、冲程加速三个阶段组成的。4.1.2 设计变量理论
将一个无量纲数称为设计变量，这个无量纲数可以是：
（1） 冲程时间与活塞运动周期之比；
（2） 活塞回程加速度与冲程加速度之比；
（3） 活塞行程与可能最大行程之比；
（4） 活塞后腔受压面积与前腔受压面积之比，很明显，第四个无量纲数最直观，最易检验。
4.1.3 优化设计理论
根据以下5个设计目标，求得一个最佳设计变量。
（1） 蓄能器容积变化的最大值最小；
（2） 蓄能器隔膜震动次数最小；
（3） 能量利用效率最高；
（4） 冲程时，最大瞬时流量最小；
（5） 回程时，最大瞬时流量最小。
4.2 关于换向阀设计理论
4.2.1 换向阀中位正开口理论
换向阀在中位时，换向阀的高压窗口与低压窗口都有微小开启，叫正开口。认为正开口有益于冲击机构性能改善。主张应该采用正开口。
4.2.2 换向阀最优行程理论
换向阀行程的选取受到阀口通流面积，换向时间与阀耗油量三重制约，存在一个优化点。
4.3 关于蓄能器设计理论
4.3.1 高压蓄能器与活塞运动的最佳耦合理论
蓄能器的蓄油与排油量不仅与蓄能器的容积有关，而且与系统的工作频率有关，如果蓄能器固有频率选择不合适，即使加大蓄能器容积，也不能增大蓄能器的蓄油与排油量。
在蓄能器结构参数固定，凿岩机进油压力确定的情况下，可以改变蓄能器充气压力来改变谐振频率，使得系统处于最佳工作状态。
这个理论是极有理论研究价值与学术价值的，是一个动态的理论，是北京科技大学首先进行研究的，可惜无人跟进，这方面的论文太少。
4.3.2 蓄能器一次振动理论
在活塞运动一个周期内，蓄能器隔膜只有一次振动。这个理论已经包含在第4.1.2小节的优化设计理论中了，这是一个静态的理论。
4.4 关于信号孔位置
4.4.1 活塞回程换向信号孔位置的计算
这个理论是由北京科技大学与中南大学提出的，这是极其重要的计算，缺了这个计算公式，无法进行凿岩机的图纸设计。
4.4.2 活塞冲程换向信号孔位置的确定
这个理论是由北京科技大学与中南大学提出的，这也是极其重要的计算。既不能换向太早，使得撞击钎尾时，活塞已经被减速，也不能换向太晚，造成活塞二次打击钎尾。
4.5 钎尾反弹缓冲动力计算
研究这个理论的有浙江大学张新等人，广东工业大学机电工程学院刘智等人，中南大学机电工程学院赵宏强等人，杨国平等人，难能可贵的是，张新做了实验研究，有实验曲线图。
4.6 其他理论
（1）活塞密封间隙与长度优化理论；
（2） 活塞空打缓冲结构计算；
（3） 冲击频率无级调节自动换挡理论。
以上3种理论均有，就不一一论述了。
5 我国液压凿岩机设计研究亟待解决的问题
5.1 换向阀的结构尺寸问题
（1） 换向阀中位负开口的优缺点分析；
（2） 最优负开口量的计算与实验验证；
（3） 换向阀最优行程理论与实验验证。
5.2 活塞与缸体结构尺寸问题
（1） 活塞前后腔面积的确定及优化；
（2） 活塞回程换向信号孔位置的确定；
（3） 最优冲程换向信号孔位置计算与实验验证。
5.3 蓄能器与活塞运动的最佳耦合理论
研究蓄能器隔膜的动态频率响应，蓄能器最佳充气压力的计算。
5.4 钎尾反弹缓冲系统动力计算与实验验证
不但研究缓冲机构本身，进行静力学计算，更要研究钎尾反弹缓冲系统的动态响应，将缓冲机构，钎具与缓冲液压油路作为一个系统，研究缓冲活塞的频率响应，缓冲液压系统是否能有效吸收钎尾反弹的能量，又是否能迅速将钎头重新抵紧岩石。
5.5 凿岩机反打系统动力计算
既要研究反打机构本身，进行静力学计算。更要将反打机构与反打液压油路作为一个系统，研究反打活塞的位移，运动速度与冲击能量。
5.6 零件的气蚀与腐蚀问题
（1）活塞前后腔气蚀问题的计算与解决方法；
（2）凿岩机壳体联接平面点蚀的原因与预防。
6 我国液压凿岩机设计研究的学术建议
6.1 反求法
对国外高端液压凿岩机结构尺寸的分析，用反求法研究凿岩机冲击机构的设计计算公式与方法。反求法基本属于归纳法，反求法需要统计多台高端液压凿岩机的结构尺寸，统计数据越多，代数计算公式越接近实际，设计指导作用越大。这方面的工作似乎还没有人去做。
6.2 验证法
将我们国内的设计理论，如用最佳设计变量理论，换向阀最优行程理论，蓄能器设计理论，分析国外高端液压凿岩机的结构尺寸、充气压力等参数，检验是否符合我们的理论。如果大致符合，则验证了我们理论的正确性，如果相差很大，则要寻找原因。
6.3 代数计算公式研究
6.3.1 液压凿岩机设计研究方法的分类
理论分析与公式计算，实验研究，计算机数值仿真是凿岩机设计研究的三驾马车。
三段法，最佳设计变量等属于理论分析计算。
理论分析与公式计算是凿岩机设计研究的基础，是实验研究与数值计算的的基础与指导。
6.3.2 液压凿岩机代数设计计算公式的建立
公式计算必须将凿岩机的物理（实际）模型简化为力学模型，再进一步简化为数学模型，再简化为代数公式。简化必须是合理的，不能与力学模型有大的矛盾和冲突。
在不断的简化中，必然有失真，这时就要用经验系数去校正。这方面我们还有许多工作要做，对每一结构类型的凿岩机，都可以研究出一套基本通用的计算公式。
6.3.3 液压凿岩机代数设计计算公式的输入输出
代数公式计算输入的是冲击能，冲击频率，冲击末速度，进油压力， 输出的是活塞质量，活塞前后受压面积，活塞行程，信号孔位置，阀的结构尺寸，阀行程，开口量，凿岩机进油流量等等。
6.4 强化实验研究
6.4.1 液压凿岩机实验的分类
在理论分析指导下的实验研究是必不可少的，我们的力学模型，数学模型是否正确，简化是否合理，都需要实验验证。数值仿真计算就更需要实验验证了。
这里所说的实验主要是凿岩机内部机理实验，也可是型式实验，而不是出厂实验。
6.4.2 液压凿岩机实验的规范
实验的各种条件，包括样机，液压系统，测量方法，仪器仪表，都应该是明确的，实验的结果应该是真实的，可重复的，重复实验的误差应该进行分析。实验的时间、地点与参加人应该注明。
6.5 数值计算研究
6.5.1 数值计算的定义
数值计算就是虚拟样机技术，因此数学模型要尽可能逼近力学模型与物理模型，数值计算需要输入的数据很多，需要详细的凿岩机图纸数据，否则不能称之为虚拟样机。
数值计算又叫动态仿真，我国在数值计算方面的论文太多了。有基于AMESim的仿真，基于Simulink的动态仿真，基于MATLAB的计算机仿真，准匀加速度法仿真计算，键合图方法仿真，等等。
6.5.2 液压凿岩机数值计算输入输出的基本要求
冲击机构数值计算中，进油流量必须是输入值，而压力是输出值。
数值计算输出结果不能仅仅是冲击能，冲击频率等，必须能输出活塞运动速度、位移，换向阀的速度、位移，活塞前后腔压力的曲线。并且能够描述出液压油的空化与气蚀现象。
数值计算的结果曲线应该用实验曲线验证，未经实验验证的仿真计算是不可信的。
数值计算的结果应该是真实的，不能弄虚作假，其他人也可以重复运行程序。
6.5.3 液压凿岩机数值计算程序的基本要求
数值计算的程序应该模块化，数值计算需要花费大量的精力与时间，不是一个人短时间能够完成的，因此数值计算的程序应该模块化，可以由一组人员分工，进行编写。
数值计算程序应该界面友好，参数的改变，应在界面中进行，而不应在程序中进行。
数值计算的模型与程序应该是持续改进的，和所有的计算机软件一样，应该有版本号。液压凿岩机数值计算程序应该通用工具化，不要搞成专用工具。不能只有作者自己用，换一个人就不能用。
6.5.3 液压凿岩机数值计算程序的难点
虚拟样机技术是一项浩繁的工程，但是并不是遥不可及。内燃机的燃烧过程，牵涉到化学，燃烧学，热学，力学，都可以做到数值仿真，并且在发动机设计中起到重要作用。冲击机构的数值仿真也一定能做到，但是这要求有一个精干的团队和一个好的实验条件。
数值计算程序都是针对某一个特定的图纸的，因此通用性较差。不要指望适合于单腔回油的凿岩机，也能适合非单腔回油的凿岩机。也不要指望适合于芯阀结构的凿岩机，也能适合套阀结构的凿岩机。这也是数值计算应用的一个难点。我们至少应该做到，对某一相同结构类型的液压凿岩机，具有通用性。
7 我国液压凿岩机设计研究的政策建议
7.1 以企业为主体，产学研结合
过去几十年，我国液压凿岩机设计研究是以高校和研究所为主体的，和企业产品开发联系较少。事实证明，我国液压凿岩机设计研究进步不大，只有以有实力的大企业为主体，厂学研结合，学校与研究所自己不搞产品生产，只为社会和企业提供知识与技术，各自发挥自己的优势，才是我国液压凿岩机技术与产品的发展道路。
7.2 以行业协会为主体，组织技术交流
与凿岩机的生产、使用有关的行业有凿岩机械气动工具、煤炭、矿山、铁路、水电、冶金等等，在1980年代，矿山机械行业组织过液压凿岩机技术交流会， 1990年代初期， 煤炭建井行业组织过液压凿岩机技术交流会。
8 结语
（1）对我国液压凿岩机研究文献进行了分类，5大类，13个小类；
（2）分析了我国液压凿岩机技术研究的不足，3个方面的不足；
（3）列举了我国液压凿岩机设计理论的主要观点，6大类，13个观点；
（4）列举了我国液压凿岩机设计中亟待解决的5大类共11个问题；
（5）提出了我国液压凿岩机设计研究的5条学术建议；
（6）提出了我国液压凿岩机设计研究的2条政策建议。
参考文献：
[1] 梁明华.液压凿岩机旋转速度与凿岩直径的关系[J].工程机械，2001，32（6）.
[2]何雄彬.HDl35A和COPl238ME型液压凿岩机工作原理及常见故障处理[J].广东水利水电，2001（8）.
[3] 李同明.阿特拉斯ROCD7钻机使用中易出现的问题与改进[J].四川水利，2004（3）.
[4] 李强.Atlas 1838型凿岩机六种常见故障的排除[J].工程机械，2005，36（3）.
第14篇
关键词：毕业设计；学风建设；治学方略
作者简介：唐铃凤（1965-），女，安徽宣城人，安徽工程大学机械与汽车工程学院，副教授；王幼民（1964-），男，湖北孝感人，安徽工程大学机械与汽车工程学院，教授。（安徽芜湖241000）
基金项目：本文系教育部机械设计制造及其自动化特色专业建设、安徽工程大学2007年重点教研项目（项目编号：2007 yjy048）的研究成果。
中图分类号：G642.477 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）16-0095-02
毕业设计是本科教学中最后一项教学内容，也是最重要的一个实践性教学环节，是各教学环节的继续深化和检验，其实践性和综合性是其他教学环节所不能替代的。近年来，安徽工程大学对人才培养计划的实践环节内容进行了修订，立足于提高学生的动手能力，强化了实验、实习和毕业设计环节。这些措施的实施对学风建设产生了积极影响。机械专业毕业设计（论文）要求学生运用所学的基础理论、专业知识和基本技能进行系统、全面、综合的工程设计和科学研究及训练，初步掌握产品开发、工艺革新、设备研制的方法和技能。毕业设计（论文）对提高学生工程实践能力和创新能力、强化工程意识是十分重要的。毕业设计过程要充分体现理论与实践相结合，引导学生掌握科学的思维方法，形成优良的工作作风和协作精神，为今后的工作和学习打下基础。
一、机械各专业毕业设计大纲
机械各专业毕业设计大纲要求大同小异，以下以机制专业为例进行阐述。
机制专业毕业设计大纲要求达到以下目标：
（1）培养综合运用所学的基础理论、基本知识和基本技能；提高分析解决实际问题的能力。
（2）接受工程师必须的综合训练，提高实际工作能力。这些实际工作能力包括调查研究、查阅文献和收集资料并分析的能力；专业外文资料阅读和翻译的能力；理论分析的能力；制订设计或试验方案的能力；设计、计算和绘图的能力；实验、研究能力；计算机应用能力；技术经济分析和组织工作能力；总结提高、撰写论文和设计说明书的能力等等。
（3）检验学生综合素质与实践能力是学生毕业及学位资格认证的重要依据（16周15个学分，占总学分的7.4%）。
（4）培养学生的创新能力和团队精神，树立良好的学术思想和工作作风。
二、影响毕业设计（论文）的学风因素
自评估和更名之后，机械与汽车工程学院毕业设计的过程管理和要求都上了一个很高的台阶，从审题、过程监督到评阅、答辩、成绩评定循序渐进，一人一题的模式让更多有特长的学生得到最大程度的发挥，也给毕业后不同去向的学生提供了宽泛的课题选择空间，为提前进入工作状态或进一步深造提供了良好的训练平台。虽然如此，毕业设计中反映出来的问题也很多，如题目难易程度的合理性、题目的针对性、遇到问题学生心气浮躁、不能踏踏实实解决问题而过分依赖网络、老师监督辅导程度常常不到位、对提交成果的评判随意性大、没有统一的、相对明确的标准等等，这些问题表现在学生，而根源于教学管理和老师。老师的责任心决定学生的学习态度，老师的治学水平影响学生的习得能力，要把好毕业设计这一关需要一套完整的治学方略，才能形成良好的学习风气。
在学校，学风的定义就是学习风气，就是学校师生员工在治学精神、治学态度和治学方法等方面的风格。学风是凝聚在教与学过程中的精神动力，它依不同特点的学校表现出独有的特色和丰富的内涵，并通过学校全体成员的意志与行动，逐步地形成和固化，成为一种传统和风格。这些传统和风格对学生的成长起着重大的作用，对学校的发展和建设产生深远的影响。一般意义上来说，影响学校学风的关键因素是学生、教师、学校环境、家庭和社会因素，其中学校环境、家庭因素和社会大气候我们无法左右，所以只能从自身做起，以身试教，做一个称职的老师。
毕业设计过程是老师和学生近距离一对一授课的过程，教师的工作是如何传播知识，如何能让学生很有效的接受知识。这个传播过程并没有很深奥的理论，但敬业是首要的，一定的基本技能是必须具备的。对毕业设计的任课老师来说，要达到毕业设计大纲规定的目标，老师必须具备以下基本职业技能：
（1）具备课题所涉及到的基础理论、基本知识和基本技能；具备解决实际问题的能力。
（2）熟悉交给学生的课题，掌握课题的难易程度和完成的方法，懂得如何培养学生调查研究、查阅文献和收集资料的能力；督促学生阅读和翻译与课题有关的外文资料；指导学生对课题进行理论分析、设计和计算；帮助学生制订设计或试验方案；强化学生对课题进行技术经济分析的意识；总结提高、撰写论文和设计说明书的能力等等。
（3）具备良好的学术思想和工作作风，懂得如何培养学生的创新能力和团队精神。
上述要求不仅有专业知识方面的，也有做人做事方面的，所以要带好毕业设计，老师只有具备深厚的三基基础、系统的专业知识、时刻关注专业的发展方向才能很好地引导学生掌握扎实的基本功，培养学生浓厚的专业兴趣，向更高的目标努力。不仅在专业上要坚持教中学、学中教，不断进取，还要在做人方面为学生树立榜样。孔子曰：“其身正，不令而行；其身不正，虽令不从。”学生总是把老师看作学习、模仿的对象。叶圣陶先生也曾说：“千教万教，教人学真；千学万学，学做真人。”但是为师者不“真”，又怎能让学生学“真”？所以老师高尚的人格、整洁的仪表、和蔼的态度、丰富的学识、博大的胸怀、率先垂范、做出表率才能保证教书育人的实效，学生才会“亲其师，信其道”，进而“乐其道”，良好的学风就会在这种互动中形成。
三、毕业设计教学过程中的治学方略
按词典的解释，治学就是研究学问，方略就是全盘的计划和策略，研究如何带好毕业设计，为学生上好最后一堂课而制订的计划和策略就是毕业设计教学过程中的治学方略。根据自己的亲身经历，结合安徽工程大学毕业设计现状，建议对毕业实习及毕业设计采取一些方略，具体包括两个方面。
1.毕业实习
毕业实习作为毕业设计中的一个环节，是经过很多学校考证了的，在各方条件具备的情况下，在一个理想的实习场所经过一段时间的实习是非常必要的。毕业实习的主要目的是培养学生的实践能力、培养学生理论联系实际的能力。有人说书本上的理论是没有用的，实际工作中一点也用不到。事实情况绝非如此。笔者和企业打交道20多年，设计的产品有发动机、卧式带锯机、农用机械还有工装夹具，最后落脚在防腐泵产品的研究中，到目前为止设计了几十个规格的产品都在使用中，还有的产品出口国外，最早的产品在线使用近20年了。这些产品的设计没有哪一个尺寸不需要计算，没有哪一个结构不需要找理论依据，只有在同类型产品不同规格系列化或者在仿制别人产品时才参照成熟产品的结构和尺寸做相应的放大、缩小或原样测绘，即使如此这也只是一条捷径，并不是设计产品正常的程序，一旦产品有质量问题就必须回归正常的设计程序查找原因，正常的设计程序必须要用到理论计算，而课堂上讲授的都是各学科的经典都是各种机械产品设计计算的基础。书本如何结合实际，关键就在如何把实际工程问题提炼出来，变成作业里面的已知条件，这不是一个单纯的理论问题或是一个实践问题，而是需要用系统专业的眼观观察实际的事物，需要在一定理论的基础上思考总结，最后找出理论公式与实际问题之间的结合点，把一些影响不大的因素忽略掉，把理论计算公式的假定条件作为计算结果的误差来源，最后用系数进行补偿，如此就很好地将理论和实践结合起来了。因此要想很好地运用理论就必须学到一定的程度，厚积才能薄发。同时，也必须具备一定的实践知识，才能找出实际问题的关键点，而毕业实习正好是一个机会，为学生增加感性认识提供了平台，所以毕业实习是非常重要的环节。另外，通过毕业实习还能增强学生适应社会的能力和增强就业竞争力，也能加深了解社会对本专业的需要，培养独立进行资料收集和解决问题的能力，并开阔眼界及思路，为毕业设计收集资料及酝酿设计方案，也为今后的工作积累经验。而目前缺少理想的实习基地，没有真正意义上实施这一过程，其中的原因很多，如果单方面依靠老师寻找实习基地，会涉及到学生安全问题、经费问题、企业的认可度等等，目前还有相当大的难度，需要学院和老师各方努力。
2.毕业设计
目前我院还没有完整的关于毕业设计课题内容的的具体要求和验收标准。笔者结合其他学校的经验，将几种类型的毕业设计内容和要求总结如下：
（1）机械制造工艺工装及设备设计方面的课题。
1）以机械制造工艺规程设计为主的课题，应提交：工艺路线和工艺卡；各工艺卡上必须按要求完整填写相关工艺参数，比如机床、量具和刀具的选择、切削速度、切削量的规定等内容；必要的工装图；毕业论文按学校规定的格式和字数撰写，其中必须有关于误差分析的内容。
2）以机械设备设计为主的题目，应提交：完整的设备结构总图和全部非标准零件图；毕业论文按学校规定的格式和字数撰写，其中必须有设备结构设计的详细计算过程。
毕业设计中图纸的要求：图纸大小在能清楚反映设备结构的情况下选择最小的标准图幅打印，标题栏明细表按国家标准规定的格式填写，不可再用课程设计的简易标题栏和明细表；总图上必须标注必要的尺寸，技术要求可根据情况确定是否需要填写；设备上所有非标准零件都必须要画零件图（标准件如螺栓、轴承等能在专业商店购买，只要有型号就行，不需要画图），零件图图幅和标题栏要求同上，零件图上要合理标注尺寸、公差、粗糙度，技术要求可根据情况确定是否需要填写。
（2）模具设计方面的课题。
1）冲压模设计：应是具有三工位以上连续模，或将三种以上简单工序进行复合的模具。
2）注塑模具设计：应是含有侧抽芯机构的中等以上复杂程度模具。
3）模具工作部分尺寸及公差应进行详细设计计算。
4）模具典型零件的选材及热处理工艺路线分析。
5）设计中典型零件应编制零件制造工艺规程卡片（该内容可根据学生的情况删减）。
6）应用模具CAD软件设计的，应该对模具结构进行三维剖析，并有模具开合结构图。
7）必要时对设计方案和设计结果进行经济分析和环保分析。
提交结果包含：有完整的总装配图和所有非标零件的零件图。图纸内容和格式要求同（1）；一份1万字以上的设计计算说明书或论文，论文里应有不少于3000字的文献综述和上面3）、4）、5）部分的内容。
（3）仿真、软件设计和实验研究类毕业设计内容及要求。以仿真为主的课题，必须提交仿真结果分析报告；以软件设计为主的课题必须通过程序验收，内容应符合软件工程规范，还应包括需求分析、总体设计、详细设计与编码、测试等全过程；实验研究类课题学生要完成一个完整的实验（包括调研、方案设计与决策、实验方法与过程、实验数据处理、实验结论等的全过程），取得足够的实验数据。实验要有探索性，而不是简单重复已有的工作。上述三类毕业设计工作量应至少完成1.2万字以上的设计计算说明书或论文。论文应包括3000字的文献综述、实验分析研究与结论等内容。
四、结束语
机械专业毕业设计（论文）是本科教学中最后一项教学内容，也是最重要的实践性教学环节，是各教学环节的继续深化和检验，其实践性和综合性是其他教学环节所不能替代，并对学风建设及治学方略产生重要影响。
参考文献：
[1]唐铃凤,王幼民.应用型本科机械设计制造及其自动化专业毕业设计(论文)选题标准研究[J].科教研究,2010,(4).
第15篇
关键词：仿人 机械手 单片机STC15F204EA 驱动器 步进电机
中图分类号： TP241 文献标识码：A 文章编号1672-3791（2015）04（a）-0000-00
中国在《国家中长期科学和技术发展规划纲要》中，把“服务机器人”研发作为重点项目。机械手是“服务机器人”的关键部位，在各种护理机器人、陪护机器人、中医按摩机器人中，机械手是机器人完成“服务”任务必不可缺的一部分。设计并制造具有感知能力的拟人化机器手，并对拟人机械手的材质、机械结构、控制技术进行了深入的调查研究。将微小型步进电机和齿轮减速器引入拟人化灵巧机械手设计结构中，实现机械手的大扭矩抓取和拟人化；机械手装有位置、力、力矩等多种传感器，可实现机械手认知能力，且所有部件均集成在手指和手掌内。开发具有认知能力的拟人化灵巧机械手集机、电、计算机软硬件、信号源处理于一体。有5个相同结构的模块化手指，具有拟人化手形外观及认知抓取能力。通过对拟人化灵巧机械手的研究，带动更多前沿学科与机器人技术的交叉和融合，促进我国“机器人”的进一步发展，提高其技术水平和国际竞争力。
1 仿人机械手工作机理分析
仿人机械手主要由手掌、手指机构、拇指机构和所有的手指驱动机构组成。手掌内放的驱动直流小电机，节约了手的空间，缩小了体积；手指机构包括小指、无名指、中指和食指，它们都由相同的构件组成，包括两个关节前指和后指，前指和后指使用螺钉连接，可以减小手指的大小。各指之间使用轴连接，用轴套保持之间的距离，防止发生碰撞。拇指机构是单独的零件体，单独与四指机构用连杆连接，减小了机构的复杂性，有利于优化机构。传动机构包括电机轴齿轮、减速齿轮、驱动手指机构的半齿和带动拇指的连杆组成。仿人机械手运动的过程是以手掌为基座，电机固定在手掌内，带动齿轮实现各级减速，半齿连接在四指上，当半齿转动时带动四指张合，四指和拇指是由连杆连接，所以四指动的时候拇指也随之而动，且与四指相反，从而最终实现物体抓握。
2仿人机械手控制系统硬件设计
2.1控制系统硬件结构设计
图3-1仿人机械手控制系统结构框图
如图3-1所示为基于单片机系统设计的仿人机械手控制系统的结构框图。其工作方式如下：
其中MCU为单片机处理器，信号采集模块包括位置传感器模块和力矩传感器模块。这两个传感器模块的主要功能是检测对被抓物体的夹紧力地大小，同时生成模拟量的电信号，然后再通过单片机内部自带有的A/D转换芯片将模拟量转换成数字量，单片机将得到的数字信息存储起来，等到要处理的时候进行处理。
当单片机根据采集到的夹紧力对应的电压信号来算得手指的运动的位移，向外部驱动电路发送不同的位移信息。外部的电机驱动器将接收到的数字信息进行处理，最后进行对电机运行的控制。
2.2控制器芯片的选择
在设计控制系统的过程中，对控制芯片的选择至关重要，从系统的稳定性，性能和价格等方面考虑选择STC15F204EA单片机。
STC15F204EA系列单片机是STC公司生产的单时钟机器周期的单片机，是高速、高可靠、低功耗、抗干扰的新一代8051单片机，可设置5MHZ-35MHZ宽范围频率，可彻底省掉外部昂贵的晶振，自带8路高速A/D转换功能，无需在系统再搭建模数转换电路。
2.3电机驱动模块的设计
2.3.1驱动芯片的选择
L293是ST公司生产的一种高电压、小电流电机驱动芯片。该芯片采用16脚封装。主要特点是：工作电压高，最高工作电压可达36V；输出电流大，瞬间峰值电流可达2A，持续工作电流为1A。内含两个高电压大电流全桥式驱动器，可以用来驱动直流电动机和继电器线圈等感性负载；该芯片可以驱动两台直流电机。引脚P1用于M1电机PWM输入控制，引脚P2用于M2电机PWM输入控制。
2.3.2单片机与驱动器之间的接线与参数设置
本文所采用的单片机STC15F204EA可以控制驱动器L293驱动两台微电机。分别是M1和M2。引脚P1、P2可用于接收单片机输出的PWM脉宽调制信号以实现对电机进行调速控制。实现电机正反转是通过D1和D2两个端口控制的，输入信号端D1接高电平，电机M1正转，如果接低电平，电机就反转。控制另一台电机是同样的方式，驱动器L293输入信号端D2接高电平，电机M2正转，反之则反转，PWM信号端P1控制电机M1速度，PWM信号端P2控制电机M2速度。下图3-2为仿人机械手控制系统接线原理图，详细地绘制了单片机控制驱动器并连接两台电动机的工作过程。
图3-2 控制系统接线原理图
3控制系统软件设计
本控制系统所采用STC15F204EA单片机对应晶振为12MHZ，利用定时器控制产生占空比可变的PWM脉冲信号。PWM输出范围为0% -100%，PWM的周期1ms，频率1KHZ，且输出低电平有效。
如下是控制机器人左右机械手运动的两台直流电机PWM调速的部分程序
#include；
Sbit KEY_M1_SW =P1^0//M1：启动或停止；
Sbit KEY_M1_DR =P1^1//M1：正转或反转；
Sbit KEY_M1_ADD =P1^2；//M1：PWM加一；
Sbit KEY_M1_SUB =P1^3；//M1：PWM减一；
Sbit KEY_M2_SW =P1^4；//M2：启动或停止；
Sbit KEY_M2_DR =P1^5；//M2：正转或反转；
Sbit KEY_M2_ADD =P1^6；//M2： PWM加一；
Sbit KEY_M2_SUB =P1^7；//M2： PWM减一；
//输出控制引脚；
Sbit PWM1_OUT=P3^0； //M1：PWM的输出脚；
sbit MOTOR1_DR=P3^1；//M1：电机转向控制；
sbit PWM2_OUT=P3^2；//M2：PWM的输出脚；
sbit MOTOR2_DR=P3^3；//M2：电机转向控制；
sbit BEEP=P3^7；//蜂鸣器；
//电机的占空比；
Unsigned char PWM1_value=50；//赋初值 50%；
Unsigned char PWM2_value=50；//赋初值 50%；
主程序
Void main（void）
{
PWM_INIT（）：//PWM初始化
While（1）
{
KEY_SCAN（）：//按键扫描
}
}
4结论
本文设计了一种仿人机械手运动控制系统，该系统充分利用了仿人机械手结构简单、体积小、重量轻，拆卸方便，各手指间都可安装传感器的优点，能使控制更加灵活，安全性增强，满足了仿人机械手对控制系统的要求。以STC15F204EA单片机为控制核心，通过与位移及力矩采集模块之间的通信，实现了信息的良好通讯。通过驱动芯片L293驱动步进电机运转实现对机械手抓握物体的良好控制。
参考文献
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[3] 陈殿生，刘静华，殷兰兰。服务机器人辅助老年人生活的新模式与必要性 2011（02）
[4].高微，杨中平，赵荣飞。机械手臂结构优化设计【期刊论文】-机械设计与制造 2006（01）
[5]周惠明。关节机械手的结构创新设计【期刊论文】-煤矿机械 2007（10）
[6]满翠华，范迅，张华。类人机器人研究现状和展望【期刊论文】-农业机械学报 2006（09）
