机构系统运动时变可靠性理论及其应用的研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51275425
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0501.机器人与机构学
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Methodologies of design under uncertainty have been widely used in mechanism synthesis where the effects of uncertainties on mechanism performances are taken into account, leading to improved mechanism reliability. The current mechanism reliability theory, however, is limited to point reliability that is defined at a specific instant of time. To this end, the reliability over the mechanism service time interval, which is termed as interval or time-dependent reliability, cannot be obtained from the point reliability. Interval reliability is much more critical than the point reliability. To fill the gap, this project is intended to establish theories, create models, and develop algorithms for time-dependent (interval) mechanism reliability. The major research tasks include the followings: (1) Investigate the effects of uncertainties, including tolerances, joint clearances, and elastic deformation, on the mechanism's kinematic performance. The mechanisms under consideration will be planar, spatial, and robotic mechanisms. (2) Propose new strategies and develop new algorithms for mechanism time-dependent reliability analysis. The analysis algorithms will be used to quantify the uncertainty effects specified in (1), and this will lead to the prediction of mechanism reliability over the mechanism service time, as well as the life distribution of the mechanism. (3) Develop time-dependent probabilistic synthesis methodologies so that (a) the mechanism will be more reliable - the probability of failure over its service time will be below a required level, (b) the mechanism will be more robust - the motion error will be small without eliminating the sources of uncertainties, and (c) the mechanism will be more affordable because of the increase reliability, robustness, and reduced cost. With the benefits, this project will not only enhance the current mechanism analysis and synthesis theories, but also provide powerful design tools for high performance mechanism systems.
不确定性设计方法已被广泛应用于机构设计中,从而考虑不确定性对机构运动性能的影响,进而提高机构的可靠性。但现有机构可靠性理论主要局限于机构在其运动区间上某点上的可靠度,无法给出更为重要的机构运动区间可靠度。为此,本项目提出并研究与时间相关的机构系统运动时变可靠度理论以获得机构在整个运动区间上的可靠度。其研究内容包括:考虑尺寸公差、运动副间隙、构件弹性变形等不确定性因素,应用随机过程理论研究平面、空间和机器人机构的随机运动误差的时变特性;提出机构运动时变可靠性分析策略与算法;开发机构时变概率综合方法及基于时变可靠性的机构精度设计新方法。本项目创新地提出机构系统运动时变可靠性新理论,以系统观点揭示机构系统中不确定性对机构运动输出的作用机理和影响规律。项目的研究成果,将在理论上丰富机构可靠性理论的知识内涵和拓展机构可靠性理论的外延,并为工程实践中高性能机构系统的设计提供有力的工具。

结项摘要

项目围绕真实机构系统的不确定性设计理论与方法展开研究,重点研究与时间相关的机构系统运动时变可靠度理论及其工程应用。在不确定性建模理论与方法方面,提出了基于变量降维的含尺寸公差、运动副间隙等多不确定性耦合建模方法,提出基于多失效模式和串联系统理论的多输出机构系统的可靠性建模方法。在求解策略和算法方面,开发出适用于各类型机构运动时变可靠性分析的高效、高精度求解算法——多极值联合概率分析方法和包络方法。在上述研究的基础上,开展了机构系统的可靠性设计、稳健设计方法研究。此外,在工程应用领域,基于机构系统的不确定性工程设计理论开展了工业机器人的运动规划和控制策略研究。项目研究初步建立了机构系统时变可靠性分析与设计理论框架。研究成果丰富和拓展了机构运动可靠性理论。所提出的建模理论和可靠性分析与设计理论为真实机构系统的运动精度可靠性、精度保持性、精度寿命的设计提供技术支撑和有效工具,也为解决机构系统乃至机械系统寿命周期内的可靠度分析与设计、稳健设计以及维修维护决策等提供新的思路。在装备制造领域提高系统运动精度、增强可靠性方面具有良好的应用前景。

项目成果

期刊论文数量(11)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(3)
专利数量(2)
整体式转向机构的时变可靠性分析与综合
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    重庆大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    秦付军;张均富;龙进
  • 通讯作者:
    龙进
球面函数生成机构的运动可靠性
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    机械设计与研究
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    庄爱平;张均富;廖江梅
  • 通讯作者:
    廖江梅
Time-dependent reliability analysis for function generation mechanisms with random joint clearances
具有随机关节间隙的函数生成机制的瞬态可靠性分析
  • DOI:
    10.1016/j.mechmachtheory.2015.04.020
  • 发表时间:
    2015-10-01
  • 期刊:
    MECHANISM AND MACHINE THEORY
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Zhang, Junfu;Du, Xiaoping
  • 通讯作者:
    Du, Xiaoping
平面轨迹机构的静态综合可靠性分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    西华大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李奇;张均富
  • 通讯作者:
    张均富
Reliability analysis of spherical function generating mechanisms
球函数发生机构的可靠性分析
  • DOI:
    10.1299/jamdsm.2014jamdsm0007
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    JOURNAL OF ADVANCED MECHANICAL DESIGN SYSTEMS AND MANUFACTURING
  • 影响因子:
    0.9
  • 作者:
    张均富
  • 通讯作者:
    张均富

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其他文献

无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动的参数优化
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    机械工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张均富;邓星桥;王进戈;柳在鑫
  • 通讯作者:
    柳在鑫
无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动的啮合分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    西华大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    洪雷;张均富;王进戈;向中凡;王强
  • 通讯作者:
    王强
球面2自由度机器人的滑模变结构控制
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    四川大学学报(工程科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐雪梅;张均富;XU Xue-mei1,ZHANG Jun-fu2(1.School of Electronics;2.School of Mechanical Eng.;Automation,Xihua Un
  • 通讯作者:
    Automation,Xihua Un
无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动的运动仿真
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    机械设计与研究
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王进戈;张均富;刘新华
  • 通讯作者:
    刘新华
基于进化计算的多任务可调机构刚
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    机械传动,Vol.29, No.6, p.5-10, 2005。
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨志刚;徐礼钜;林光春;张均富
  • 通讯作者:
    张均富

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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