【摘要】：激光慣性約束聚變(ICF)可產(chǎn)生大量的聚變能,它的實現(xiàn)需要高能量激光束組的激勵。某大型激光裝置在激光束組回路安裝大量光學模塊以實現(xiàn)ICF反應(yīng),光學模塊裝校的核心技術(shù)是能夠?qū)崿F(xiàn)六自由度運動的精密裝校調(diào)整平臺。模塊的裝校過程具有重載、行程不對等(豎直方向行程最大可達4120mm,其它方向只需10mm)、潔凈、精密和裝校位置狹長等特點。在利用機器視覺實現(xiàn)模塊與潔凈廂的對接后,模塊在裝校過程中的位姿無法被機器視覺檢測到。由于重載的原因,機械結(jié)構(gòu)會發(fā)生一定程度的形變,模塊的實時位姿會隨著模塊舉升高度的變化而變化,導致模塊位姿無法精確預測,在模塊的裝校過程中出現(xiàn)模塊與潔凈廂的接觸作用力過大,卡阻,甚至無法裝校等現(xiàn)象,僅利用機器視覺的檢測不能很好地完成模塊的裝校任務(wù),因此引入了力覺檢測。本文主要從下裝系統(tǒng)的六自由度精密裝校平臺入手,響應(yīng)項目要求,對運動和測力兩個方面進研究,實現(xiàn)基于力覺檢測的LRU模塊的裝校,主要內(nèi)容如下:(1)提出了串并混聯(lián)機構(gòu)式六自由度精密裝校平臺,基于功能需求進行了自由度分析。對上下層機構(gòu)和混聯(lián)機構(gòu)進行了逆解分析,并運用Matlab進行了算例仿真驗證。(2)利用低維力傳感器測量六維力的思想,提出了基于3-PRS/PSS機構(gòu)測量六維力的方法,將六自由度精密裝校平臺的運動和測力功能合二為一,利用螺旋理論推導了六維力的解算方法。(3)詳細分析了模塊在裝校過程中的位姿與接觸力的關(guān)系,提出了基于力覺檢測的模塊位姿調(diào)整方法,分析了在機器視覺輔助下,基于力覺檢測的模塊裝校流程。(4)用Adams仿真軟件,對運動學逆解和六維力解算過程進行了仿真驗證,模擬實際項目中模塊的受力情況進行了六維力解算驗證,提出了一種誤差補償方法,最終得到了較滿意的結(jié)果,在實際工程項目中具有一定的實用價值。
【圖文】：

能源的需求量伴隨著人類社會的發(fā)展，越來越大。傳統(tǒng)能源為不可再生資源，它正在逐漸枯竭，可替代能源的尋求迫在眉睫。核裂變已經(jīng)成功被人類應(yīng)用，然而核裂變原料在地球的存儲量比較有限，且在核原料的整個生命周期中所產(chǎn)生的伴隨產(chǎn)物都必須謹慎處理，否則它們會對環(huán)境造成很大的影響。核聚變是一種清潔能源，它的原料取于水，可謂取之不盡用之不竭。產(chǎn)生可控核聚變是一個困擾人類的難題，許多國家在該領(lǐng)域及試驗裝置上進行了投資。激光慣性約束聚變（Inertia Confinement Fusion，ICF）是聚變反應(yīng)的一種方式，在高能量激光束組的激勵下，可產(chǎn)生大量的聚變能[123]。美國建成的世界上最大的大型高功率激光聚變裝置——國家點火裝置（National Ignition Facility，NIF），在2009 年正式投入使用，2010 年進行了首次綜合點火試驗，輸出的 ICF 能量達 1MJ，2012 年進行了激光發(fā)射試驗，將 192 束激光投向靶室，最終在靶室中心形成的能量達 1.875MJ，峰值功率達到 500MW，此次證明性試驗在核聚變能源探索上具有里程碑式的意義，如圖 1.1 所示為位于 Lawrence-Livermore 實驗室的 NIF 裝置俯視圖，如圖 1.2 所示為 NIF 裝置結(jié)構(gòu)示意圖[45678]。

能源的需求量伴隨著人類社會的發(fā)展，越來越大。傳統(tǒng)能源為不可再生資源，它正在逐漸枯竭，可替代能源的尋求迫在眉睫。核裂變已經(jīng)成功被人類應(yīng)用，然而核裂變原料在地球的存儲量比較有限，且在核原料的整個生命周期中所產(chǎn)生的伴隨產(chǎn)物都必須謹慎處理，否則它們會對環(huán)境造成很大的影響。核聚變是一種清潔能源，它的原料取于水，可謂取之不盡用之不竭。產(chǎn)生可控核聚變是一個困擾人類的難題，，許多國家在該領(lǐng)域及試驗裝置上進行了投資。激光慣性約束聚變（Inertia Confinement Fusion，ICF）是聚變反應(yīng)的一種方式，在高能量激光束組的激勵下，可產(chǎn)生大量的聚變能[123]。美國建成的世界上最大的大型高功率激光聚變裝置——國家點火裝置（National Ignition Facility，NIF），在2009 年正式投入使用，2010 年進行了首次綜合點火試驗，輸出的 ICF 能量達 1MJ，2012 年進行了激光發(fā)射試驗，將 192 束激光投向靶室，最終在靶室中心形成的能量達 1.875MJ，峰值功率達到 500MW，此次證明性試驗在核聚變能源探索上具有里程碑式的意義，如圖 1.1 所示為位于 Lawrence-Livermore 實驗室的 NIF 裝置俯視圖，如圖 1.2 所示為 NIF 裝置結(jié)構(gòu)示意圖[45678]。
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TL632.1

【參考文獻】

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本文編號：2644066