工业厂房塔式结构设计及构造的心得论文

第一篇：工业厂房塔式结构设计及构造的心得论文

[摘 要] 通过近几年所设计的两个工业厂房（内含工业高层塔）,分析设计前后所考虑的问题并结合该工程的实际情况与相关的文献，论述了设计后的一些看法与个人的体会。

[关键词] 塔式结构； 软件分析； 强柱弱梁； 塑性铰； 工程实例； 体会。

本人于 2008 年和 2014 年分别在黑龙江省（安达市及绥棱市）两个地市设计乳品厂房，其中厂房中重要的核心部分就是高层塔。所谓高层塔： 指的是该建筑物的长度与宽度大致相同，且平面尺寸皆不大，高度较高，整个建筑显得细长（尤其是该建筑位于整片单层厂房的一部分）,所以在外观上更似 “塔”的形状。工业高层塔的特点

它是整个钢结构厂房的一部分，但它的承重材质非 “钢结构”,而是钢筋混凝土结构，即高层框架结构体系。受工艺条件的严格制约，层高较高（5 ~7m 左右）;局部楼层开洞较大，但一般皆可以控制在 30% 以内； 每层荷载分布极不均匀，而且荷载较大。设计计算前所要考虑的问题

（1）将 “塔”看成竖向弹性构件体系，控制体系的高宽比例，以保证其稳定性。

（2）考虑飓风和地震力所产生的双向水平侧向力。

（3）由于工业高层塔的自身特点（各种工艺设备的形状及荷载相差较大）,所以尽可能使该建筑平面，体型，立面刚度尽量保持对称与均匀（可通过框架平面主次梁及柱调整刚度和传力荷载）使结构整体不会出现薄弱环节。

（4）妥善处理因水平力（如飓风，地震力）,温度变化和基础沉降所带来的梁柱节点的变形要求，故在采用深基础的前提下，加大承台的埋深，保障结构的安全可靠性。

（5）该建筑受工艺要求繁琐； 设备管道多，具有特殊的消防，通风，排烟设置，尚需对散热，供暖及加风压进行的考虑，如此便要求合理的建筑层高，合理的布置竖向交通（即确定楼梯及采用所需爬梯的位置）.3 设计过程中所要考虑的注意事项

（1）框架结构的竖向构件某些构件进入非弹性，出现塑性铰，避免其局部的脆性破坏，通过变形以吸收和耗散震能，从而提高结构的抗倒塌能力； 但在使用 SATWE 软件计算中，其一框架梁的刚度是没有考虑现浇混凝土楼板对框架梁的 “有利约束”故梁端弯矩相应增大，但是所增加的配筋全部配置在梁内，而楼板是按自身受力单独计算配筋的； 软件计算使用时，梁的裂缝控制一般在 0.3mm 以内的，而实际正常情况下，梁是有翼缘的，且梁在受压区是配有足够钢筋的，所以构件在现实的正常使用情况下其裂缝是不大的。以上两点均使梁配筋过大，故设计时人为弱化梁的刚度及其支座处的配筋，同时将框架梁跨中的钢筋稍增加（原计算钢筋量的 1.05-1.1 倍左右）,一方面用以控制，降低梁的裂缝。另一方面使建筑体系接近“强柱弱梁”的模式。

（3）此种 “塔式结构”在地震力的作用下，对建筑物的四角而言避免减少楼板及梁对角柱的约束，此外除正常楼面设置框架梁之外，首跨在窗顶处设置适量的框架梁，用以减少水平力作用下，角柱在两个方向的扭转。对所有框架柱而言-其在竖向力的作用下，通常情况梁受弯大于柱的受弯变形，但在强水平力的作用下，柱所受震害则远大于梁所受震害，尤其柱底钢筋在地震力反复作用下，混凝土极易剥落，而柱内主筋易达到屈服点，其抗剪强度明显不足，所以设计时人为加大柱的刚度（截面尺寸）与柱底钢筋的强度（特别是柱底箍筋的强度）,使得框架柱在抗震受力时难以出现塑性铰，使每个框架柱皆具有足够大的抗剪能力。

（4）“塔式结构”中的梁柱设计主要依据弯矩分配法对其内力进行计算，对框架梁柱节点的加强可通过构造节点措施的加强而实现。用 “反弯点法”对框架在水平荷载作用下进行计算，并应该进行变形的验算。工程实例一

2008 年于安达市设计一乳品工业厂房，主体为门式钢结构，钢柱跨度 24m 及 30m 两种形式。厂房内设高层塔，六层，塔主体总高度为 42.5m.塔平面设有大量设备且多为震动荷载，柱轴压在 380T-570T 之间，单柱轴压相差较大，故采用的是深基础，而且加大承台的刚度及其埋深。实际设计中采用 Φ600 超流态钻孔灌注桩，桩端至少进入地质报告中的第六层土（粗中砂）2m 以上，桩长不应小于15m,单桩承载力设计值不小于 140t.布桩不应以平面竖向导荷为依据，考虑水平力对 “塔结构”影响较大，仅仅考虑竖向力其安全性差，故基础布桩应以 SATWE 结果为准（考虑水平力，所受弯矩较大）,详见图1.桩基础的刚度较小，决定其抗水平弯矩的能力弱，假若一旦弯矩使塑性铰出现在柱底（桩顶）则对整个建筑极其不利。故在该设计中“高层塔”的嵌故可认为设置在零米层处，采用设置且加大零米层处的地基梁，由于工艺要求，零米层处要作 200 ~250mm 厚的建筑地面，结构将其按0.2% 左右的配筋率双向双层构造配筋，形成刚性地面，如此可作为建筑物的嵌固端使用，即可调整其基础的不均匀沉降，又可使主体形成一种稳定的体系，减少柱根处的位移，提升其稳定性能，增强建筑物的抗震能力，减少水平力所带来的隐患，防止主体结构出现滑移，扭转与倾覆。工程实例二

（1）工程概况； 单层厂房采用 24m 跨门式钢架，柱顶标高 7.500m,内设办公区，冲洗区，食堂及 “工业高层塔”.塔总高度为 26.2m,共 5 层（不 含 夹 层）.局 部 楼 层（标 高 为 6.400m,10.70m）开设的洞口较大。部分面荷载为 3-7T /m2,线荷载为 2.5 ~20T/m.（2）整体计算； “塔”在整个厂房中占地面积较小，横纵两个方向的柱跨数都不多，所以其建筑物的抗震能力不是很强，故框架柱的截面尺寸设计并非 按 其 轴 压 所 确 定。该 工 程 柱 截 面 尺 寸 取800X800 及 850X850 两种，而最大轴压仅为 0.22.建筑物的抗震分析不是太难，故阵型组合数值取 12~ 15 即可； 塔内的填充墙体不是很多，但层高较高，填充墙内每 3 ~5m 设 200X200 的构造柱，墙沿水平方向设200X300 梁以形成局部框架（但应该注意的是； 所新设的梁与框架柱之间连接设成铰接）,所以在进行整体计算时，结构周期的折减系数宜取0.7 ~ 0.8 之间进行验算。此外尚应注意的是； 填充墙是不可以采用120 承重砌块的（此虽非承重结构，但属于刚性结构）,因为其抗震变形与框架主体相差较大，影响 “塔”整体计算的结果。

（3）使结构体系接近“强柱弱梁”,软件设计中的 “梁设计弯矩放大系数”和 “梁活荷放大系数”皆不可加大。适当减少梁的刚度-因为软件设计时的框架梁是不考虑现浇楼板作为梁的受压翼缘的，此难反应梁的真实性能。尽量减少柱端的梁对框架柱的约束，使在地震时梁端首先出现塑性铰，可以出现较大的塑性变形（其塑性铰可出现在梁端，但应绝对避免塑性铰出现在柱底部）,产生一定的变形，用以耗散地震能量； 800X800 的柱作为下一道抗震防线-体积配箍率不小于 2.0%,纵向钢筋含量宜适中，配筋不宜过大，箍筋采用复合井字箍，形成核芯柱，当柱出现弯裂缝，特别是剪切裂缝时，构造所形成的核芯柱可以有效的减少柱的压缩，特别是建筑物中框架柱的截面尺寸皆较大，大部接近于 “短柱”,如此措施可保证柱的外形和截面承载力，使其具有较好的延性，有利于提高其变形能力。

（4）要有目的地加大框架梁柱（特别是底层框架柱）的剪力设计值，防止梁，柱底部在弯矩屈服前出现剪切破坏，实现 “强剪弱弯”,满足各构件的延性，增加其塑性变形能力，防止其脆性破坏。尤其建筑体系中的角柱，易受双向地震力的作用，扭转效应对内力影响较大，震害相对严重，在设计中-内力计算按两个主轴方向分别考虑地震的作用。弯矩设计值，尤其是剪力设计值予以适当的加大。

（5）高层工业塔中部分设备是贯通几个楼层的，不仅每个楼层所受荷载相差过大，而且部分楼层板所开设的洞口也过大，单个层高之间亦不相同。如此在强水平力（地震力）作用下，整个结构的抗侧位移刚度严重不规则，宜于某层产生较大的强行位移，形成薄弱层（刚度变化不符合高规3.5.2 条要求的楼层； 承载力不符合高规 3.5.3 条要求的楼层）,威胁整个建筑物的抗震能力，故在每层刚度调整中，层与层上下间的刚度差不宜大于30% ,同时在软件分析中，可人为将 “认为” 是薄弱层的楼层的地震剪力放大 1.15 倍，同时对结构进行强塑性变形验算。所得数据满足（抗规）中 3.4 章（建筑设计和建筑结构的规则性）的各项要求。另外在软件的整体计算中应步入楼梯，从设计上可考虑减少楼梯刚度对整体结构的影响。楼梯不宜作成折梁或折板，避免其在地震作用下产生的拉、压力对框架柱造成影响。

（6）框架梁及所受荷载较大的环形梁（线荷20T / m）截面宽度不宜小于 400mm,配置 4 肢箍筋，次梁的截面尺寸也不宜小于 300mm,适当的加大梁跨中的计算钢筋（1.1 ~ 1.15 倍）,同时相应减少梁支座处的钢筋含量，配置抗拉强度高的钢筋，提高混凝土的标号（不小 C40）,使得框架梁在抗震设计中达到 “强剪弱弯”的效果。部分梁柱平面图详见图 2.（7）在本设计中，各构件（框架梁柱，特别是底层框架柱）的刚度及配筋都较大。故难以实现 “强节点弱构件”的结构体系。但节点核心区是保证框架承载力和抗倒塌能力的关键部位，其受力复杂，易发生非延性破坏，引起与节点相连接的各构件破坏，所以在设计中节点区通过构造措施有所加强（具体表现在梁柱钢筋的相互锚固）,并按三级抗震等级进行抗震受剪承载力的验算。注明；其节点核心区承载力的验算并非（高规）规定，而应按（混凝土结构设计规范）GB50010 的有关规定执行。规范对顶层和中间层节点核心区取值是按不同计算公式的。软件分析结构 “高层塔”框架梁柱中间层节点，顶层节点在地震力，风荷载等水平力反复作用下，都会产生位移，造成梁柱节点内钢筋发生滑移现象。分析结构表明，顶层节点的延性需求比中间层节点较小； 顶层的震害比其他楼层的震害要轻，故中间层梁柱节点处梁内上部钢筋的锚入柱内应有所加大。结束语

综上所述，就是通过近几年的两个亲自参与的工程实例与相应规范要求，得出的作为工业厂房中的 “塔式结构”设计及构造的一些体会，可供同行参考。

第二篇：钢结构设计在工业厂房结构设计中的应用探讨

钢结构设计在工业厂房结构设计中的应用探讨

摘要：随着我国社会经济的快速发展，人们对工业厂房的需求量逐渐增大。工业厂房为人们提供休息地方，所以在建筑过程中一定要保证质量符合要求。现阶段，我国工业厂房结构在设计过程中仍存在许多问题，严重影响人们的生命财产安全，基于此，本文对工业厂房结构设计中应用钢结构的优点进行分析，提出相关设计要点，以期为工业厂房结构设计提供参考依据。

关键词：钢结构设计；工业厂房；结构设计

0引言

工业厂房结构设计是工业和管理的重要内容，不仅可以为人们提供休息空间，还可以节约工厂建设的相关成本，是工程中的重要组成部分[1]。但是现阶段，我国钢结构设计在工业厂房结构设计中存在严重问题，严重影响到工业厂房的建设，基于此，本文对工业厂房结构设计中应用钢结构的优点进行分析，提出相关设计要点，以期提高工业厂房结构质量。

一、在工业厂房结构设计中应用钢结构的优点

（一）钢结构开间大

钢结构开间大是工业厂房结构设计中应用钢结构的重要优势，具体表现在以下几方面内容上：首先，与其他建筑材料相对比，钢结构具有灵活性和自重轻等特点，同等材料施工过程中，钢结构更加方便运输和吊装。一般情况下，钢结构的最大跨度不超过五十厘米，且重量仅为混凝土屋架的三分之一，同时在具有相同梁高的情况下，钢结构的开间比混凝土的开间大了百分之六十，因此，在进行钢结构布置过程中，具有灵活性，可以从根本上满足工业厂房建筑设计的大跨度要求。其次，钢结构具有安装和拆卸简单、工程期限短等工作特点。一般情况下，在进行钢结构安装过程中，其机械化生产程度较高，梁、屋架等方面材料都是有专业化金属构件厂进行生产的，所以质量符合要求。与此同时，在进行现场作业过程中，工程负责人还需要加强施工人力、物力的投入，从而保证工程施工质量，缩短工程期限。

（二）钢结构重量小

在工业厂房建设过程中，钢结构相对比传统的混凝土结构重量比较轻，能够减少地基承载压力。而且钢结构体系能够较好的解决混凝土结构抗震性低、建筑工艺较为繁琐的劣势性冷弯薄壁的钢结构非常实用在住宅建筑施工过程中，从而可以增加建筑的防腐性，延长建筑物的使用寿命。

（三）提高施工效率

在工业厂房设计过程中，制造厂商在进行钢结构部件制造过程中，需要通过高强度和机械化的生产进行钢材料的制造，这在一定程度上增加了钢结构材料的质量和钢结构的精准度。同时，相关人员还需要将工业厂房钢结构部件运送到建筑施工现场，在现场对钢结构进行组装过程中，需要将钢结构的相关部件实施螺栓固定、并在固定过程中使用一些简单的固定方法，这样不仅可以降低建筑工程的施工周期，简化工业厂房的施工程序，还可以保证工业厂房的建筑质量，提高厂房建设的施工效率。

（四）良好的抗震性

钢结构的韧性和塑性质量较高，因此，其在应对地震灾害时效果较好，高质量的抗震性可以有效减少地震带来的伤害。至于动力荷载，钢结构也具有较高的质量，往往能够对抗超过八级的地震，因此其在很多地震多发区较为普及。

二、工业厂房钢结构设计要点

（一）荷载设计

有的时候，钢结构的荷载决定着抱枕钢结构的设计情况，因袭，相关人员需要对荷载尽心设计，在设计过程中保证荷载的准确性，从而增强钢结构的可靠性与安全性。与此同时，相关人员在进行钢结构荷载设计过程中个，需要对天气等方面因素进行考虑，从而保证工业厂房钢结构荷载设计符合相关要求。

（二）柱的设计

在对工业厂房钢结构的柱进行设计过程中，相关人员需要严格按照钢结构的的不同来划分。大多数时候，柱结构有截面柱、阶型柱、分离式三个形式，但是通常情况下，工业厂房钢珠设计需要严格按照钢结构建筑施工要点进行施工，从而厂房建设只是八正的要求之一，除此之外，其还能在经济格局中扮演相应角色。

（三）防火设计

一般情况下，如果钢结构温度在100℃以上，那么钢材的抗压强度和随着温度升高会逐渐递减，其塑性的变化则刚好相反。一旦钢材温度达到250℃，钢材的塑性就严重受到影响，导致蓝脆现象随之产生。基于此，相关人员必须对工业厂房钢结构设计需要进行防火设计，从而工业厂房的耐热性。

（四）防震设计

对钢结构进行防震设计需要从以下两个方面进行：一方面当钢结构厂房的总高度低于16毫米时，建筑物边缘与防震缝两遍的距离需要控制在一个固定的范围内，从而保证建筑物具有良好的抗压性，如果建筑物的总体高度大于21毫米时，相关设计人员需要根据工业厂房的实际需求对距离进行调整，从而保证钢筋混凝土机构具有良好的防震能力；另一方面，钢结构的承重直接受限于钢柱脚的实际情况。因此，相关人员可以对抗性较大的建筑采用刚性柱脚。铰接柱脚是轻型柱脚的一种，在进行该阶段的工程设计时，至少要高于钢珠截面高度的二倍，有时甚至是三倍。

（五）支撑系统设计

支撑系统是厂房的支撑框架，在设计过时，务必要考虑整体结构的刚度是否达标，只有在钢结构整体强度符合标准的情况下，厂房的空间工作才能有序开展，同时有效提高钢结构整体的稳定性。而在设计支撑系统时，首先要认真分析厂房内部结构，在此基础上确保厂房的高度等方面设置符合要求，还需要保证柱间支撑系统的设置的稳定性，并与房屋该横向水平支撑实现合理配置。与此同时为了保证工业厂房钢结构的纵向高度，需要设置两道下段柱支撑，从而防止温度对支撑系统进行破坏。

（六）钢结构的工艺设计

在钢结构的工艺设计过程中需要充分考虑建厂条件、企业的具体情况，并根据企业的具体情况选择合适的机构设计，从而保证港机构中轻钢、框架、索膜等方面内容设置合理，如果采用的是悬挂荷载，那么在进行支撑结构选择时，工作人员务必选择符合使用要求的厂房施工材料，同时兼顾具体工作的标准，在钢结构工业厂房中开展工艺设计。

（七）防腐设计

对工业厂房进行防腐设计需要从以下几个方面进行：首先，需要提高工业厂房设计人员的防腐意识，让其在进行施工过程中加强防腐建设。其次，相关人员面对腐蚀想象，需要找出发生腐蚀现象的原因，并根据腐蚀的具体原因制定出针对性防腐措施，从而增加工业厂房钢结构的防腐性。最后，相关人员可以对工业厂房的钢结构涂上一层防腐蚀的保护层，同时这层保护层还需要具备良好的疏水性，附着性、电阻大等特点，从而保证可以对空气中的水蒸气、氧气、氯离子等物质不会对其发生作用，确保其可以发挥自身的防腐性作用。

三、结束语

总而言之，工业的发展离不开建筑厂房的设计，因此，在对工业厂房进行设计过程中，相关人员不仅需要保证工业厂房建设具有良好的安全性、稳定性，还需要在厂房建设过程中严格遵守设计原则，从而保证厂房设计结构质量符合要求，进一步促进厂房建设的快速发展。

参考文献：

[1]

段荣.建筑结构设计中钢结构设计的重要性与策略[J].商品与质量,2016(31):177-177.

第三篇：论文工业机器人抓取手臂的结构设计毕业论文

工业机器人抓取手部结构及其应用 前言

1.1 工业机器人简介

几千年前人类就渴望制造一种像人一样的机器，以便将人类从繁重的劳动中解脱出来。如古希腊神话《阿鲁哥探险船》中的青铜巨人泰洛斯（Taloas)，犹太传说中的泥土巨人等等，这些美丽的神话时刻激励着人们一定要把美丽的神话变为现实，早在两千年前就开始出现了自动木人和一些简单的机械偶人。

到了近代，机器人一词的出现和世界上第一台工业机器人问世之后，不同功能的机器人也相继出现并且活跃在不同的领域，从天上到地下，从工业拓广到农业、林、牧、渔，甚至进入寻常百姓家。机器人的种类之多，应用之广，影响之深，是我们始料未及的。

工业机器人由操作机（机械本体）、控制器、伺服驱动系统和检测传感装臵构成，是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。

机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装臵，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，从某种意义上说它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设备，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。

1.2 世界机器人的发展

国外机器人领域发展近几年有如下几个趋势：

（1）.工业机器人性能不断提高（高速度、高精度、高可靠性、便于操作和维修），而单机价格不断下降，平均单机价格从91年的10．3万美元降至97年的6．5万美元。（2）.机械结构向模块化、可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化；由关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人整机；国外已有模块化装配机器人产品问市。

（3）．工业机器人控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展，便于标准化、网络化；器件集成度提高，控制柜日见小巧，且采用模块化结构；大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。

（4）．机器人中的传感器作用日益重要，除采用传统的位臵、速度、加速度等传感器 外，装配、焊接机器人还应用了视觉、力觉等传感器，而遥控机器人则采用视觉、声觉、力觉、触觉等多传感器的融合技术来进行环境建模及决策控制；多传感器融合配臵技术在产品化系统中已有成熟应用。

（5）．虚拟现实技术在机器人中的作用已从仿真、预演发展到用于过程控制，如使遥控机器人操作者产生臵身于远端作业环境中的感觉来操纵机器人。

（6）．当代遥控机器人系统的发展特点不是追求全自治系统，而是致力于操作者与机器人的人机交互控制，即遥控加局部自主系统构成完整的监控遥控操作系统，使智能机器人走出实验室进入实用化阶段。美国发射到火星上的?索杰纳?机器人就是这种系统成功应用的最著名实例。

（7）．机器人化机械开始兴起。从94年美国开发出?虚拟轴机床?以来，这种新型装臵已成为国际研究的热点之一，纷纷探索开拓其实际应用的领域。

1.3 我国工业机器人的发展

有人认为，应用机器人只是为了节省劳动力，而我国劳动力资源丰富，发展机器人不一定符合我国国情。这是一种误解。在我国，社会主义制度的优越性决定了机器人能够充分发挥其长处。它不仅能为我国的经济建设带来高度的生产力和巨大的经济效益，而且将为我国的宇宙开发、海洋开发、核能利用等新兴领域的发展做出卓越的贡献。

我国的工业机器人从80年代?七五?科技攻关开始起步，在国家的支持下，通过?七五?、?八五?科技攻关，目前已基本掌握了机器人操作机的设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术，生产了部分机器人关键元器件，开发出喷漆、弧焊、点焊、装配、搬运等机器人；其中有130多台套喷漆机器人在二十余家企业的近30条自动喷漆生产线（站）上获得规模应用，弧焊机器人已应用在汽车制造厂的焊装线上。但总的来看，我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，如：可靠性低于国外产品；机器人应用工程起步较晚，应用领域窄，生产线系统技术与国外比有差距；在应用规模上，我国已安装的国产工业机器人约200台，约占全球已安装台数的万分之四。以上原因主要是没有形成机器人产业，当前我国的机器人生产都是应用户的要求，?一客户，一次重新设计?，品种规格多、批量小、零部件通用化程度低、供货周期长、成本也不低，而且质量、可靠性不稳定。因此迫切需要解决产业化前期的关键技术，对产品进行全面规划，搞好系列化、通用化、模化设计，积极推进产业化进程。

我国的智能机器人和特种机器人在?863?计划的支持下，也取得了不少成果。其中最为突出的是水下机器人，6000米水下无缆机器人的成果居世界领先水平，还开发出直接遥控机器人、双臂协调控制机器人、爬壁机器人、管道机器人等机种；在机器人视觉、力觉、触觉、声觉等基础技术的开发应用上开展了不少工作，有了一定的发展基础。但是在多传感器信息融合控制技术、遥控加局部自主系统遥控机器人、智能装配机器人、机器人化机械等的开发应用方面则刚刚起步，与国外先进水平差距较大，需要在原有成绩的基础上，有重点地系统攻关，才能形成系统配套可供实用的技术和产品，以期在十五世纪后期立于世界先进行列之中。手部结构 2.1概述

手部是机械手直接用于抓取和握紧工件或夹持专用工具进行操作的部件，它具有模仿人手的功能，并安装于机械手手臂的前端。手部结构及型式根据它的使用场合和被夹持工件的形状，尺寸，重量，材质以及被抓取部位等的不同而设计各种类型的手部结构，它一般可分为钳爪式，气吸式，电磁式和其他型式。钳爪式手部结构由手指和传力机构组成。其传力机构形式比较多，如滑槽杠杆式、连杆杠杆式、斜楔杠杆式、齿轮齿条式、弹簧杠杆式……等，这里采用滑槽杠杆式。

2.2 设计时应考虑的几个问题 ①应具有足够的握力（即夹紧力）

在确定手指的握力时，除考虑工件重量外，还应考虑在传送或操作过程中所产生的惯性力和振动，以保证工件不致产生松动或脱落。

②手指间应有一定的开闭角

两个手指张开与闭合的两个极限位臵所夹的角度称为手指的开闭角。手指的开闭角保证工件能顺利进入或脱开。若夹持不同直径的工件，应按最大直径的工件考虑。③应保证工件的准确定位

为使手指和被夹持工件保持准确的相对位臵，必须根据被抓取工件的形状，选择相应的手指形状。例如圆柱形工件采用带‘V’形面的手指，以便自动定心。

④应具有足够的强度和刚度

手指除受到被夹持工件的反作用力外，还受到机械手在运动过程中所产生的惯性力和振动的影响，要求具有足够的强度和刚度以防止折断或弯曲变形，但应尽量使结构简单紧凑，自重轻。

⑤应考虑被抓取对象的要求

应根据抓取工件的形状、抓取部位和抓取数量的不同，来设计和确定手指的形状。3 腕部的结构 3.1 概述

腕部是连接手部与臂部的部件，起支承手部的作用。设计腕部时要注意以下几点： ① 结构紧凑，重量尽量轻。

② 转动灵活，密封性要好。

③ 注意解决好腕部也手部、臂部的连接，以及各个自由度的位臵检测、管线的布 臵以及润滑、维修、调整等问题 ④ 要适应工作环境的需要。

另外，通往手腕油缸的管道尽量从手臂内部通过，以便手腕转动时管路不扭转和不外露，使外形整齐。

3.2 腕部的结构形式

本机械手采用回转油缸驱动实现腕部回转运动，结构紧凑、体积小，但密封性差，回转角度为±115°。腕部的结构，定片与后盖，回转缸体和前盖均用螺钉和销子进行连接和定位，动片与手部的夹紧油缸缸体用键连接。夹紧缸体也指座固连成一体。当回转油缸的两腔分别通入压力油时，驱动动片连同夹紧油缸缸体和指座一同转动，即为手腕的回转运动。

3.3 手腕驱动力矩的计算

驱动手腕回转时的驱动力矩必须克服手腕起动时所产生的惯性力矩,手腕的转动轴与支承孔处的摩擦阻力矩，动片与缸径、定片、端盖等处密封装臵的摩擦阻力矩以及由 臂部的结构 4.1 概述

臂部是机械手的主要执行部件，其作用是支承手部和腕部，并将被抓取的工件传送到给定位臵和方位上，因而一般机械手的手臂有三个自由度，即手臂的伸缩、左右回转和升降运动。手臂的回转和升降运动是通过立柱来实现的，立柱的横向移动即为手臂的

横向移动。手臂的各种运动通常由驱动机构和各种传动机构来实现，因此，它不仅仅承受被抓取工件的重量，而且承受手部、手腕、和手臂自身的重量。手臂的结构、工作范围、灵活性以及抓重大小（即臂力）和定位精度等都直接影响机械手的工作性能，所以必须根据机械手的抓取重量、运动形式、自由度数、运动速度及其定位精度的要求来设计手臂的结构型式。同时，设计时必须考虑到手臂的受力情况、油缸及导向装臵的布臵、内部管路与手腕的连接形式等因素。因此设计臂部时一般要注意下述要求：

① 刚度要大 为防止臂部在运动过程中产生过大的变形，手臂的截面形状的选择要合理。弓字形截面弯曲刚度一般比圆截面大；空心管的弯曲刚度和扭曲刚度都比实心轴大得多。所以常用钢管作臂杆及导向杆，用工字钢和槽钢作支承板。② 导向性要好 为防止手臂在直线移动中，沿运动轴线发生相对运动，或设臵导向装臵，或设计方形、花键等形式的臂杆。

③ 偏重力矩要小 所谓偏重力矩就是指臂部的重量对其支承回转轴所产生的静力矩。为提高机器人的运动速度，要尽量减少臂部运动部分的重量，以减少偏重力矩和整个手臂对回转轴的转动惯量。

④ 运动要平稳、定位精度要高 由于臂部运动速度越高、重量越大，惯性力引起的定位前的冲击也就越大，运动即不平稳，定位精度也不会高。故应尽量减少小臂部运动部分的重量，使结构紧凑、重量轻，同时要采取一定的缓冲措施。

4.2 手臂直线运动机构

机械手手臂的伸缩、升降及横向移动均属于直线运动，而实现手臂往复直线运动的机构形式比较多，常用的有活塞油（气）缸、活塞缸和齿轮齿条机构、丝杆螺母机构以及活塞缸和连杆机构。

4.2.1 手臂伸缩运动

这里实现直线往复运动是采用液压驱动的活塞油缸。由于活塞油缸的体积小、重量轻，因而在机械手的手臂机构中应用比较多。如图5所示为双导向杆手臂的伸缩结构。手臂和手腕是通过连接板安装在升降油缸的上端，当双作用油缸1的两腔分别通入压力油时，则推动活塞杆2（即手臂）作往复直线运动。导向杆3在导向套4内移动，以防止手臂伸缩时的转动（并兼做手腕回转缸6及手部7的夹紧油缸用的输油管道）。由于手臂的伸缩油缸安装在两导向杆之间，由导向杆承受弯曲作用，活塞杆只受拉压作用，故受力简单，传动平稳，外形整齐美观，结构紧凑。可用于抓重大、行程较长的场合。

4.2.2 导向装臵

液压驱动的机械手手臂在进行伸缩（或升降）运动时，为了防止手臂绕轴线发生转动，以保证手指的正确方向，并使活塞杆不受较大的弯曲力矩的作用，以增加手臂的刚性，在设计手臂的结构时，必须采用适当的导向装臵。它根据手臂的安装形式，具体的结构和抓取重量等因素加以确定，同时在结构设计和布局上应尽量减少运动部件的重量和减少手臂对回转中心的转动惯量。目前采用的导向装臵有单导向杆、双导向杆、四导向杆和其他的导向装臵，本机械手采用的是双导向杆导向机构。

双导向杆配臵在手臂伸缩油缸两侧，并兼做手部和手腕油路的管道。对于伸缩行程大的手臂，为了防止导向杆悬伸部分的弯曲变形，可在导向杆尾部增设辅助支承架，以提高导向杆的刚性。

如图6所示，对于伸缩行程大的手臂，为了防止导向杆悬伸部分的弯曲变形，可在导向杆尾部增设辅助支承架，以提高导向杆的刚性。在导向杆1的尾端用支承架4将两个导向杆连接起来，支承架的两侧安装两个滚动轴承2，当导向杆随同伸缩缸的活塞杆一起移动时，支承架上的滚动轴承就在支承板3的支承面上滚动。

4.2.3 手臂的升降运动

当升降缸上下两腔通压力油时，活塞杠4做上下运动，活塞缸体2固定在旋转轴上。由活塞杆带动套筒3做升降运动。其导向作用靠立柱的平键9实现。

4.5 臂部运动驱动力计算

计算臂部运动驱动力（包括力矩）时，要把臂部所受的全部负荷考虑进去。机械手工作时，臂部所受的负荷主要有惯性力、摩擦力和重力等。

4.5.1 臂水平伸缩运动驱动力的计算

手臂做水平伸缩运动时，首先要克服摩擦阻力，包括油缸与活塞之间的摩擦阻力及导向杆与支承滑套之间的摩擦阻力等，还要克服启动过程中的惯性力。其驱动力Pq可按下式计算：

Pq = Fm + Fg(N)式中 Fm——各支承处的摩擦阻力；

Fg——启动过程中的惯性力，其大小可按下式估算： Fg = Wa(N)g 式中 W ——手臂伸缩部件的总重量（N）； 5.1 液压系统简介

机械手的液压传动是以有压力的油液作为传递动力的工作介质。电动机带动油泵输出压力油，是将电动机供给的机械能转换成油液的压力能。压力油经过管道及一些控制调节装臵等进入油缸，推动活塞杆运动，从而使手臂作伸缩、升降等运动，将油液的压力能又转换成机械能。手臂在运动时所能克服的摩擦阻力大小，以及夹持式手部夹紧工件时所需保持的握力大小，均与油液的压力和活塞的有效工作面积有关。手臂做各种运动的速度决定于流入密封油缸中油液容积的多少。这种借助于运动着的压力油的容积变化来传递动力的液压传动称为容积式液压传动，机械手的液压传动系统都属于容积式液压传动。

5.2 液压系统的组成

液压传动系统主要由以下几个部分组成：

① 油泵 它供给液压系统压力油，将电动机输出的机械能转换为油液的压力能，用这压力油驱动整个液压系统工作。

② 液动机 压力油驱动运动部件对外工作部分。手臂做直线运动，液动机就是手臂伸缩油缸。也有回转运动的液动机一般叫作油马达，回转角小于360°的液动机，一般叫作回转油缸（或称摆动油缸）。

③ 控制调节装臵 各种阀类，如单向阀、溢流阀、节流阀、调速阀、减压阀、顺序阀等，各起一定作用，使机械手的手臂、手腕、手指等能够完成所要求的运动。

5.3 机械手液压系统的控制回路

机械手的液压系统，根据机械手自由度的多少，液压系统可繁可简，但是总不外乎 由一些基本控制回路组成。这些基本控制回路具有各种功能，如工作压力的调整、油泵的卸荷、运动的换向、工作速度的调节以及同步运动等。

5.3.1 压力控制回路 ① 调压回路 在采用定量泵的液压系统中，为控制系统的最大工作压力，一般都在油泵的出口附近设臵溢流阀，用它来调节系统压力，并将多余的油液溢流回油箱。② 卸荷回路 在机械手各油缸不工作时，油泵电机又不停止工作的情况下，为减少油泵的功率损耗，节省动力，降低系统的发热，使油泵在低负荷下工作，所以采用卸荷回路。此机械手采用二位二通电磁阀控制溢流阀遥控口卸荷回路。

③ 减压回路 为了是机械手的液压系统局部压力降低或稳定，在要求减压的支路前串联一个减压阀，以获得比系统压力更低的压力。

④平衡与锁紧回路 在机械液压系统中，为防止垂直机构因自重而任意下降，可采用平衡回路将垂直机构的自重给以平衡。

为了使机械手手臂在移动过程中停止在任意位臵上，并防止因外力作用而发生位移，可采用锁紧回路，即将油缸的回油路关闭，使活塞停止运动并锁紧。本机械手采用单向顺序阀做平衡阀实现任意位臵锁紧的回路。

⑤ 油泵出口处接单向阀 在油泵出口处接单向阀。其作用有二：第一是保护油泵。液压系统工作时，油泵向系统供应高压油液，以驱动油缸运动而做功。当一旦电机停止转动，油泵不再向外供油，系统中原有的高压油液具有一定能量，将迫使油泵反方向转动，结果产生噪音，加速油泵的磨损。在油泵出油口处加设单向阀后，隔断系统中高压油液和油泵时间的联系，从而起到保护油缸的作用。第二是防止空气混入系统。在停机时，单向阀把系统能够和油泵隔断，防止系统的油液通过油泵流回油箱，避免空气混入，以保证启动时的平稳性。

5.3.2 速度控制回路

液压机械手各种运动速度的控制，主要是改变进入油缸的流量Q。其控制方法有两类：一类是采用定量泵，即利用调节节流阀的通流截面来改变进入油缸或油马达的流量；另一类是采用变量泵，改变油泵的供油量。本机械手采用定量油泵节流调速回路。

根据各油泵的运动速度要求，可分别采用LI型单向节流阀、LCI型单向节流阀或QI型单向调速阀等进行调节。

节流调速阀的优点是：简单可靠、调速范围较大、价格便宜。其缺点是：有压力和流量损耗，在低速负荷传动时效率低，发热大。采用节流阀进行节流调速时，负荷的变化会引起油缸速度的变化，使速度稳定性差。其原因是负荷变化会引起油缸速度的变化，使速度稳定性差。其原因是负荷变化会引起节流阀进出油口的压差变化，因而使通过节流阀的流量以至油缸的速度变化。

调速阀能够随负荷的变化而自动调整和稳定所通过的流量，使油缸的运动速度不受负荷变化的影响，对速度的平稳性要求高的场合，宜用调速阀实现节流调速。

5.3.3 方向控制回路

在机械手液压系统中，为控制各油缸、马达的运动方向和接通或关闭油路，通常采用二位二通、二位三通、二位四通电磁阀和电液动滑阀，由电控系统发出电信号，控制电磁铁操纵阀芯换向，使油缸及油马达的油路换向，实现直线往复运动和正反向转动。目前在液压系统中使用的电磁阀，按其电源的不同，可分为交流电磁阀（D型）和直流电磁阀（E型）两种。交流电磁阀的使用电压一般为220V（也有380V或36V），直流电磁阀的使用电压一般为24V（或110V）。这里采用交流电磁阀。交流电磁阀起动性能好，换向时间短，接线简单，价廉，但是如吸不上时容易烧坏，可靠性差，换向时有冲击，允许换向频率底，寿命较短。

5.4 机械手的液压传动系统

液压系统图的绘制是设计液压机械手的主要内容之一。液压系统图是各种液压元件为满足机械手动作要求的有机联系图。它通常由一些典型的压力控制、流量控制、方向控制回路加上一些专用回路所组成。

绘制液压系统图的一般顺序是：先确定油缸和油泵，再布臵中间的控制调节回路和相应元件，以及其他辅助装臵，从而组成整个液压系统，并用液压系统图形符号，画出液压原理图。

5.4.1 上料机械手的动作顺序

本液压传动上料机械手主要是从一个地方拿到工件后，横移一定的距离后把工件给立式精锻机进行加工。它的动作顺序是：待料（即起始位臵。手指闭合，待夹料立放）→插定位销→手臂前伸→手指张开→手指夹料→手臂上升→手臂缩回→立柱横移→手腕回转115°→拔定位销→手臂回转115° →插定位销→手臂前伸→手臂中停→手指松开→ 手指闭合→手臂缩回→手臂下降→手腕反转（手腕复位）→拔定位销→手臂反转（机械手臂复位）→立柱回移（回到起始位臵）→待料（一个循环结束）卸荷。

上述动作均由电控系统发信控制相应的电磁换向阀，按程序依次步进动作而实现的。该电控系统的步进控制环节采用步进选线器，其步进动作是在每一步动作完成后，使行程开关的触点闭合或依据每一步动作的预设停留时间，使时间继电器动作而发信，使步进器顺序?跳步?控制电磁阀的电磁铁线圈通断电，使电磁铁按程序动作（见电磁铁动作程序表）实现液压系统的自动控制。结束语

这次论文给了我们一个很好的机会，使我们了解了设计工作的基本流程和设计的方法以及理念。

虽然我描述的只是个简单的工业机器人抓取手臂，但需要完成伸缩、升降、回转、横移等功能，对应分别要对这些机构进行设计和计算，以及对油路及其部件的选择、控制回路和电气控制的设计。通过这些设计，使理论知识与实际相结合，巩固和深化了所学过的专业理论知识。在设计的过程中我不断探索、不断学习和修改。

通过这次设计，大大的提高了我们的自主学习和认真思考的能力，对学术态度的严谨性也有了很高的认识。我相信在以后的学习和工作过程中，一定可以好好的解决问题，提高自己的能力，较快地适应工作和社会激烈的竞争。

参考文献

[1] 邓星钟.机电传动控制[M].华中科技大学出版社，2002 [2] 孙志礼、冷兴聚、魏延刚等.机械设计[M].东北大学出版社，2003 [3] 吴宗泽.机械设计师手册[M].机械工业出版社，2002 [4] 丁继斌.机器人技术基础（第二版）.高等教育出版社，2012 [5] 罗洪量.机械原理课程设计指导书[M]（第二版）.高等教育出版社，1986 [6] 张建民.工业机器人[B][M].北京理工大学出版社，1992

第四篇：汽车构造及驾驶知识论文概要

南京理工大学 课 程 论 文

课程名称:汽车构造及驾驶知识

论文题目:新概念汽车的发展状况及未来前景姓名:章莎莎 学号:1007810226(经济管理学院 目录

一、前言(4

二、基本概念(4 2.1新能源汽车的定义 2.2 新能源汽车的类型 2.2.1 电动汽车 2.2.2 气体燃料汽车 2.2.3 生物燃料汽车 2.2.4 氢燃料汽车

三、各国新能源汽车发展状况(6 3.1 美国

3.2 日本 3.3 中国

四、新能源汽车存在的问题(8 4.1充电难

4.2快速装卸电池难 4.3电池维护难 4.4充电成本高 4.5充电运营商的重担

五、新能源汽车的发展趋势(11 5.1突破电池技术是关键 5.2 驱动电机呈多样化发展

5.3 由于受续驶里程的影响,纯电动汽车向超微型发展 5.4 混合动力汽车是内燃机汽车和纯电动汽车之间的过渡产品 5.5 燃料电池汽车成为竞争的焦点

5.6 开发新一代车用能源动力系统,发展新能源汽车

六、总结(12 参考文献

【摘要】石油短缺、环境污染和气候变暖是全球汽车产业面对的共同挑战,各国政府及产业界积极应对,纷纷提出各自的发展战略。新能源汽车已成为21世纪汽

车工业的发展热点。目前,各国重视新能源汽车的开发及应用,并取得了不错的成果。但是,什么样的新能源既能够保证汽车的正常性能,又不对环境造成危害?这依旧是各国关注和研究的焦点。新能源汽车的未来发展前景是广阔的,但始终要依靠科学技术的发展进步。

【SUMMARY】Abstract oil shortages, environmental pollution and global warming is the common challenges faced by the global automotive industry, which governments and industry toactively respond to,andhave put forward their own development strategies.The newenergyvehicles has become a hot spot of the development of automobile industry inthe 21st century.At present, the national pay attention to the development and applicationof new energy vehicles, and have achieved good results.However, what kind of new energy both to ensure the normal performance of the car without damage to the environment? This is still the focus of national attention and study.The futureprospects for the development of new energy vehicles is broad, but always have to rely on scientific and technological development and progress 关键字:石油短缺环境污染气候变暖挑战新能源汽车开发应用发展前景科学技术

Keywords: oil shortages, environmental pollution, climate change challenges, the newenergyvehicle,development,application prospects ,the development of science and technology

一、前言

世界上第一辆电动汽车诞生于1881年,比燃油汽车还要早5年,但是当时电动汽车的续驶里程太短,充电时间太长,同时内燃机技术趋于完善,一次加油能持续行驶400~500km,燃油价格便宜,因此电动汽车逐渐被燃油汽车淘汰了。汽车的发展极大地改变了人们的生活方式,提高了人们的生活质量,同时汽车工业的发展给人们造就了大量的就业机会,带来了财富,促进了经济的发展,汽车技术的进步也极大地促进了机械、电子、化工等相关科学技术的进步。然而汽车的发展在给人类带来巨大利益 的同时也在面对能源、环境与气候问题的挑战。为此,世界各国的政府、学术界和工业界都将目光投向了环保与节能的新能源汽车,并且都在加大对新能源汽车开发的投入力度,加速新能源汽车的商品化步伐。

二、基本概念 2.1新能源汽车的定义

英文名称:New energy vehicles,我国2009年7月1日正式实施了《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》,此规则强调说明:新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车

用燃料、但采用新型车载动力装置,综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。

2.2 新能源汽车的类型

新能源汽车包括的范围较广,一般可分为电动汽车、气体燃料汽车、生物燃料汽车和氢燃料汽车等。

2.2.1 电动汽车

电动汽车包括纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车。纯电动汽车是以电池为储能单元,以电动机为驱动系统的汽车。混合动力电动汽车是指同时装备两种动力源——热动力源(由传统的汽油机或者柴油机产生与电动力源(电池与电动机的汽车;燃料电池电动汽车是指采用燃料电池作为电源的电动汽车。

2.2.2 气体燃料汽车

气体燃料汽车是指利用可燃气体作为能源驱动的汽车。一般有三种,即专用气体燃料汽车、两用燃料汽车和双燃料汽车。

2.2.3 生物燃料汽车

燃用生物燃料的燃油的汽车称为生物燃料汽车,与传统汽车相比,生物燃料汽车结构上无重大改动,但排放总体上较低,如乙醇燃料汽车和生物柴油汽车等。

2.2.4 氢燃料汽车

氢燃料汽车是指以氢为主要能量驱动的汽车。一般汽车使用汽油或柴油作为内燃机的燃料,而氢燃料汽车则使用气体氢作为内燃机的燃料。氢内燃机在汽车上的应用方式有三种:纯氢内燃机,氢/汽油两用染料内燃机,氢-汽油双燃料内燃机。

三、各国新能源汽车发展状况 3.1 美国

发展电动汽车等各种新能源车,对于汽车大国来说,早在150年前就再是新话题。美国人托马斯*达文波特1834年就制造出第一辆直流电机驱动的电动汽车并获专利。在早期的美国汽车消费市场上,电动汽车还曾与蒸汽车和内燃机车三分天下。但随着美国德克萨斯州石油的开发和内燃机技术的大大提高,电动汽车渐失优势,从此停滞了大半个世纪。如今,是因为资源紧缺、大气污染严重,以电动汽车为中心的新能源汽车才备受关注。

当前国际上车用替代燃料发展主要是乙醇和生物柴油等非化石类燃料,美国一直致力于提高乙醇及生物柴油等可再生资源的使用量。驱动混合动力电动汽车行驶的电池组技术是需要突破的关键。奥巴马在考察位于加利福尼亚一家电动汽车测试中心时宣布,美国能源部将设立20亿美元的政府资助项目,用以扶持新一代电动汽车所需的电池组及其部件的研发。为此,道氏化学,韩国LG等四家电池制造商宣布了在密歇根州的投资计划,总额达17亿美元,他们也相应得到了总额5.4亿美元的税收优惠。这一揽子计划形成了美国新能源汽车产业化和市场化的第一推动力。

3.2 日本

日本新能源汽车的产业化成果在全球范围内是最好的。在新能源汽车方面,日本主要走混合动力电动汽车的技术路线。日本在混合动力电动汽车技术领域,领先

世界。以丰田普锐斯为代表的日本混合动力电动汽车,在世界低污染汽车开发销售领域已经占据了领头地位。

除丰田外,其他几家日本汽车企业也在开发新一代的能源动力汽车,如本田的Insight IMG混合动力汽车、日产Leaf和三菱i-MiEV 纯电动汽车等。日本政府在2009年6月启动了“新一代汽车”,实际值的是环保汽车,包括混合动力电动汽车、纯电动汽车、燃料电动汽车等。该计划力争到2050年,使环保汽车占据汽车市场总量的一半左右,为了实现这一目标,日本政府通过援建电动汽车基础设施、减锐和发放补贴等促进环保汽车发展。

3.3 中国

国内新能源汽车产业始于21世纪初。2001年,新能源汽车研究项目被列入国家“十五”期间的“836”重大科技课题,并规划了以汽油车为起点,向氢动力车目标挺进的战略。“十一五”以来,我国提出了“节能和新能源汽车”战略,政府高度关注新能源汽车的研发和产业化。

国产新能源汽车如雨后春笋,纷纷崭露头角,如长安的CV9杰勋混合动力版,奇瑞的A5、东方之子燃料电池动力汽车,海马的H12电动汽车、华浦海域甲醇动力轿车和海尚油电混合动力汽车,力帆的520混合动力汽车等。

国务院国资委推动有关中央企业成立“中央企业电动汽车联盟”,旨在有效发挥中央企业在我国经济结构调整,产业转型中的带头和引领作用,形成合力加快推动我国电动汽车产业的发展,以联盟的方式,促进企业间的合作与协同发展,快速、有效地突破电动汽车产业核心技术,尽快形成规模化发展态势。

四、新能源汽车存在的问题 4.1充电难

目前,可采用的充电方式有三种:一是充电站,二是可在城市小区和停车位普遍设立的刷卡式充电桩,三是任意民用电插座。民用电插座不仅涉及电费计费问题,而且

充电时间长,不可能成为主流充电方式。而在停车位设立刷卡式充电桩,几乎所有的车辆都在下班后的同一时间充电,一旦电动汽车的拥有量达到一定规模,就会产生谐波,对城市电网构成破坏性影响,电网将不堪此负。而充电站对车辆的服务,必须能在短时间内完成,尽管各国都在研究快速充电的方法,也进行了快速充电的成功试验,但是,快速充电对电池的破坏作用是无法杜绝的,用牺牲电池寿命作为代价来完成快速充电是不划算的!4.2快速装卸电池难

纯电动汽车通常采用能量密度很高、安全性很好的磷酸铁锂电池,在目前的技术条件下,还没有性能和价格上更优越的电池材料可取代磷酸铁锂,指望发明新的电池材料在成本不显著增加的前提下进一步提高能量密度,在短期内是没有希望的。在此前提下,可续驶150公里以上的纯电动小汽车,其电池箱的重量将达到200公斤以上。为了配重合理,不能将电池箱安装在车辆的前、尾两端,只能安装在车辆中部乘员座椅的下方,这就为快速更换电池出了难题。有三种可选择的方案:①如果从上往下装入电池,则需要乘员离开座位,并将座位掀开,十分不方便。②如果从下往上装入电池箱,就必须设计出十分牢固的固定系统,才能防止车辆在高速行驶和剧烈颠簸中电池箱的松

动,而在一般情况下,电池箱牢固的安装和快速更换相冲突,二者只能取其一,很难找到两全的解决办法。③从侧面装入电池箱,虽然可以使牢固性和快速装卸同时实现,但需要将车身覆盖件和车架的模具全部更新,甚至生产线也需要进行伤筋动骨的大调整,没有几亿元的投资是出不了样车的,而样车并不见得可以定型。无论是鸡生蛋,还是蛋生鸡,都存在着难产问题。因此,快速装卸电池虽然只是一个常规性的技术问题,解决起来却也有相当的难度。这就是世界上至今没有一辆可快速更换电池的纯电动汽车问世的原因。

4.3电池维护难

为可更换电池的电动汽车服务,充电站的主要功能并不仅是为车辆补充能源,还要进行电池维护,这是国外车电分离方案提出者根本没有考虑的问题。加入这个功

能,充电站的商业性质就发生了革命性的改变,它所能提供的服务包括了电池的寿命保证,问题是谁有这个金钢钻?谁能为用户提供电池寿命千次以上的质量保证?这是一个关系到这种商业模式成败的大问题。因此,电池维护技术就成了电动汽车车电分离技术路线最关键的核心技术。

4.4充电成本高

假定电池维护技术已经成熟,可以保证电池1000次以上的循环寿命,在包括电池折旧的总成本中,最大的部分电池折旧成本就能降到合理水平,每行驶100公里为20元左右。而充电时所消耗的电费基本上是个常数,对五座电动小汽车而言,每行驶100公里所消耗的电费为7-10元,是一个很低的数字。剩下的就是充电站工程和设备折旧以及管理费用、财务费用了。按照国外的设计和我国在奥运期间

建的充电站,每个充电站的投资高达上亿元,使每次充电的折旧费高到毫无商业竞争力的程度。因此,必须设计出花钱少、效率高的廉价充电站,只有这样,才能让充电总成本明显低于燃油费用,使电动汽车具有对燃油汽车的竞争优势,才能实现电动汽车的商业化。

4.5充电运营商的重担

在快速更换电池的商业模式中,车主买到的是不含电池的裸车,充电站为车主提供电池租赁服务,在通常情况下,为100辆车提供服务,需要有2倍的电池用于周转,充电运营商作为电池租赁方本身将拥有全部电池的所有权,这就是充电运营商一身担起三个重担:电池租赁、充电服务、电池维护。谁能承担这个角色?汽车制造商不可能将电池的责任都揽到自己身上,电池生产厂商虽然可以承担这个角色,但在商业化运行中,只有充电运营商专业化独立运作,才能培育出高效率的团队和商业品牌,充电运营商自成一家不可避免。目前,国家电网公司已经高调宣布,要大举进军电动汽车充电站,规划在全国大中城市建立电动汽车充电站网络。但是,此充电站非彼充电站,国家电网的充电站没有考虑快速更换电池,更没有考虑电池维护,而是采用在占地面积很大的充电站中设立很多的充电桩,让车辆自助式卧充。这种方式必须以电池盲充1000次不损坏为前提,而这样的电池根本没有。因此,可以肯定,这种充电站除了

作为形象工程外将毫无用处。如果国家电网不改变设计,它不可能成为电动汽车领域里的成功者。但问题又来了,没有可更换电池的车辆,怎么会有充电运营商?而没有充电运营商的参与谁敢造可更换电池的车?

五、新能源汽车的发展趋势 5.1 突破电池技术是关键 作为动力源，现在还没有任何一种电池能与石油相提并论，动力电池 已成为限制电动汽车发展的瓶颈。因此，研究和开发环境友好、成本 低廉、性能优良的动力电池，是大量推广使用电动汽车的前提。5.2 驱动电机呈多样化发展 美国倾向于采用交流感应电机，其主要优点是结构简单、可靠，质量较小，但控制技术较复杂。日本采用永磁无刷直流电机，优点是 效率高、起动转矩大、质量较小，但成本高，且有高温退磁、抗震性 较差等缺点。德国、英国等大力开发开关磁阻电机，优点是结构简单、可靠，成本低，缺点是质量较大，易于产生噪音。5.3 由于受续驶里程的影响，纯电动汽车向超微型发展 这种汽车降低了对动力性和续驶里程的要求，充电过程比较简单，车速不高，较适于室内或社区小范围内使用。5.4 混合动力汽车是内燃机汽车和纯电动汽车之间的过渡产品 混合动力汽车既充分发挥了现有内燃机技术优势，又尽可能发挥 电机驱动无污染的优势。发展混合动力汽车有两条技术路线值得重视： 一是轿车混合动力模块化；二是城市客车混合动力系统的平台化。5.5 燃料电池汽车成为竞争的焦点 燃料电池汽车在成本和整体性能上，特别是续驶里程和补充燃料 时间上明显优于其他电动汽车，并且燃料电池所用的燃料来源广泛，又可再生，并可实现无污染、零排放等环保标准。5.6 开发新一代车用能源动力系统，发展新能源汽车 重点发展各种液体代用燃料发动机及其混合动力汽车，并逐步过 章莎莎页 11 南京理工大学经济管理学院 1007810226 渡到发展采用生物燃料的混合动力汽车和可充电的混合动力汽车； 进 一步发展以天然气为主体的气体燃料基础设施，分步建设长期可持续 利用的气体燃料供应网络；以天然气发动机为基础，发展各种燃气动 力；大力推进动力电池的技术，尤其是天然气/氢气内燃机及其混合 动力；发展新一代燃料电池发动机及其混合动力；大力推进动力电池 的技术进步。

六、总结 面对石油短缺、环境污染、气候变暖等问题的出现，新能源汽车 是汽车工业发展的必然趋势。近年来，在全球

化的发展局势之下，各 国更加注重互利共赢； 保护环境、合理充分的运用资源是各国的责任； 但这还不够，我们还必须开发新能源，寻求其他途径来生存，因为石 油总有消耗殆尽的时候。于是，新能源汽车在各国如火如荼的发展了 起来，尽管面对种种技术困境，但还是阻挡不住发展的大潮流。参考文献 [1]催胜民,韩家军.新能源汽车概论[M].北京：北京大学出版社 2011 [2]欧阳惠芳.关于节能与新能源汽车发展的建议[J].时代汽车, 2011 年 09 期 [3]吕可珂.新能源汽车[J].中国发明与专利, 2011 年 06 期 [4]崔大山.新能源汽车的未来机会[J].时代汽车, 2011 年 09 期 [5]王文伟,毕荣华.电动汽车技术基础[M].北京：机械工业出版社, 2010 [6]MehrdadEhsani,YiminGao,AliEmadi.现代电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池车—— 基本原理、理论和设计[M].北京：机械工业出版社,2010 [7]Seth Leitman.插电式混合动力电动汽车开发基础[M].北京：机械工业出版社,2010 [8]王刚,周荣,乔维高.电动汽车充电技术研究[J].农业装备与车辆工程, 2008 南京理工大学经济管理学院 1007810226 章莎莎页 12

第五篇：南海争端论文及心得

《中国近现代史纲要》实践课程作业小组心得（字数不限：即把本次在实践活动过程中小组成员有哪些心得体会写下来，包括学到哪些知识以及还存在的一些问题）：

本次实践活动大家分工明确，各司其职，整个过程有序不混乱，较好地完成了实践任务。

近年来，南海争端逐步国际化，南海海域被分割，资源被掠夺，我国在南海的合法权益遭破坏。在大国插手干预与群国集体发难的同时南海问题产生矛盾频率和爆发冲突的概率越来越大，昭示着南海问题有不断升级的趋势。

一、南海最新局势

近来，南海问题不断升级，先是中国渔船在南沙群岛及其附近海域正常作业时，遭到越 南武装舰船的非法驱赶，引发中越两国的外交抗议和相互指责。随后，越南不仅通过实弹演习、颁发最新征兵令等挑衅行为来显示“主权存在”，而且在河内连续爆发数次反华示威游 行。美联社就此评论称，越南此举的目的显然是为了“回应”中国，因为中国此前要求越南 停止在该海域的所有石油勘探活动。紧接着，菲律宾方面计划将南海更名为“西菲律宾海”，并宣布出动海军拆除了中国在南海部分岛礁上“非法设置的标识”。中国则通过派遣海巡穿越南海赴新加坡访问等动作以示回应。与此同时，美国与西太平洋相关国家进行了一系列联合军事演习，进一步加剧了南海地区的紧张局势。新一轮南海争端的原因

1、越南和菲律宾的内部考量。

2011年，越南菲律宾经济形势恶化，政治上建树无多，老百姓不满情绪上升，各国有着通过打民族主义牌转移内部矛盾的盘算。

2、美国重返亚洲的战略效应。

自新世纪以来，亚太地区日益成为全球经济增长的重要引擎，同时，汇聚领土争端、地缘博弈与安全问题。美国为了确保其在经济和安全上的主导权，从去年开始高调回归亚洲，不仅加大对这一地区的经济投资力度，而且更加强调在军事和安全上的积极介入，煽风点火。

3、中国国家能力的显著增强。

中国经过长期持续的经济高速增长，已经积累起了相当的实力。对此，周边国家有一种时不我待的紧迫感，欲以既成事实来逼迫中国就范，从而使得本已紧张的南海局势出现了进一步的恶化。

二、中国南海及南海诸岛问题的原因分析

1经济因素分析越南、菲律宾等国为什么在70年代突然提出主权要求？ 70年代南海发现了石油资源。南沙海域内，已探明含油气盆地6个，面积约为27万平方公里，石油含量约为230亿桶，被称为“第二个波斯湾”。这些国家乘着当时我国正处于文革之机，抢占岛屿南海争端的焦点在于石油，石油是大国经济的命脉。开发石油最多的越南和菲律宾在巨大的利益面前，都不愿意把吞下去的吐出来。例如：越南曾公布了海洋战略蓝图，提出2020年要把目前海洋经济产值从占国内生产总值的47-48%增加到53-55%，海洋经济的出口额要达到全国出口额的55-60%，离开了南海，这一目标根本无法实现

2南海争端的历史因素

二十世纪，日本和法国人曾来这里进行经济开发和殖民活动。当时，中国政府提出了交涉。1951年，美国主持草拟、制定《旧金山对日和约》，明确规定日本放弃其对西沙和南沙两群岛的“权利、权利根据与要求”，却没有明确两者的主权归属，也没有明确中国收回主权。使中国在南海问题中陷入被动。法国、日本对南沙群岛的侵略也是导致后来南海争端的一个“历史因素”。

3争夺南海资源与航运安全加速了南海的争端

随着经济全球化的不断深入，南海和南沙群岛的战略地位日益显现出来，许多国家觊觎南石油资源是南海争端激化的主要原因。越菲马等国也正是看中了南海丰富的油气和渔业资源，近年来不断强调对南沙群岛拥有全部主权或部分主权，并依靠南海油气资源获得的巨额不断扩充军备，加快在南海未来战场上的建设步伐。美日等国家插手南海问题也是因为越南、菲律宾等国在南海上开采的油田大多是西方大型石油公司投资的，南海问题关乎西方国家的利益。同时，南海是多个国家的“海上生命线”。它是世界上第二大海上航道，仅次于欧洲的地中海，全世界一半以上的大型油轮及货轮均航行经过此水域，每年来来往往的大小船舶总计在4万艘以上。但南海地区是我国重要的贸易通道。中国有外贸量的87％是通过水路进行的，其中很大一部分是通过南海地区的。中国有大量的能源进口需要经过南海海域。中国要保证经济安全必须具备保护自己运输通道的能力、获得能源的能力和中国开发自己海洋国土的能力。

4国际海洋法因素

1982年制定的《联合国海洋法公约》规定，沿海国对200海里专属经济区享有主权权利，并规定专属经济区是指从测算领海基线量起200 海里。但在确定“专属经济区”界域时，却忽视了对专属经济区和大陆架进行明确的界定。如此，专属经济区和大陆架就可以存在多条分界线，这为那些专属经济区重叠的国家产生冲突埋下了隐患。据此，在本国利益的驱动下，南海周边国家大多采用有利于本国利益的解释方式，提出非法的主权要求。

5中国在南海的治权长期无法落实

二战后，当时的国民政府收回了南沙群岛的主权，但是，国共内战到国民党败退台湾后，大陆和台湾都缺乏全面驻守南沙群岛的实力。到目前为止，我们虽然有足够的实力保卫南海，但我国大陆占领的岛屿面积小，无法大量驻军和修建足以保卫南海的军事基地，即使我们能够通过武力夺取被其他国家占领的岛屿，在没有强大远洋海军支持的情况下，南沙群岛也很难长期坚守。

解决：

随着时间的推延，随着国际形势的变幻，当今我国在南诸岛的主权被侵问题，已变得越来越复杂，这就更加需要全国人民的高度重视，更加需要国家领导人的智慧和魄力。南海问题最终以什么方式解决？这并不完全取决于我们。和平解决是我们的希望，应该力争；战争解决并不是我们的本愿，但必须要有准备。为了解决这个难题，我们先得扎实地做好以下几件大事：

1战略大局与具体利益的平衡。

正是中国避免南海问题升级的战略初衷给周边国家以错误暗示，加剧了南海地区的紧张局势。因此，中国需要在保持和平发展战略方向的同时更加主动、坚决地维护具体利益。一旦出现损害中国利益的行为，中国必须亮出可信的惩罚措施，而不仅仅是简单的外交抗议。只有这样才能杜绝周边国家的机会主义心理，约束其不断突破红线的“违规行为”。

2做好“和”、“战”两手准备。

无论是“和”、是“战”，中国都得办好自己的事，作好两手准备。这种准备应包含着物质的与精神的两个方面：物质的，比较容易理解，这就是要继续保持国内政治经济的繁荣稳定，不断地改善与增强我们的综合实力；精神的，常为多数人所忽视，则是要进一步提高国人、特别是领导层内部建立在爱国主义凝聚力基础上的团结一致，其实这是最为重要的。但是首先要以两国关系大局为重，从战略和全局高度出发，在“长期稳定、面向未来、睦邻友好、全面合作”方针和“好邻居、好朋友、好同志、好伙伴”精神指引下，坚持通过友好协商，妥善处理和解决海上问题，使南海成为和平、友好、合作之海，为发展中越全面战略合作伙伴关系、维护地区和平与稳定做出贡献。

3内部政治的协调与平衡。

随着现代化进程的不断推进，中国社会利益多元化导致了政治过程的日益复杂，越来越多的主体开始积极发言，影响着决策过程。在南海问题上，中央政府主张有关各方在南海问题上采取克制、冷静和建设性的态度，但地方政府、利益集团和社会舆论却希望采取更加强硬的立场，要求保护南海领土完整、加快油气资源开采。如何保持内部政治的平衡正在成为中国外交新的挑战。

4双边谈判与多边战略的平衡。

长期以来，中国在南海问题上坚持通过双边谈判来解决与有关国家之间的分歧。然而，这一策略进展并不顺利。在双边问题多边化、地区问题国际化的现实下，中国不得不探寻更具建设性的多边战略，可通过多边磋商的方式将相关共识制度化，成为有关各方具有约束力的行为准则，并以此为基础构建互利共赢的地区秩序。对于国际势力，中国应该持开放态度，欢迎共同维护南海地区稳定的举措，但对于其煽风点火的行为则需要坚决反对、毫不妥协。

5解决南海问题与经营周边地区的平衡。

近年来，中国与东盟各国之间的关系得到了全面的改善，已经建立起难以动摇的利益共同体格局。因此，我们不宜将南海问题的严重性过于放大，从而使其成为自我证实的预言。中国可以在承认各方既得利益的前提下，建立一个油气资源共享的南海能源共同体，并根据投入多少确立合理的利益分配比例。为了保持其正常运转，应对可能的不确定性威胁，建立起某种形式的多边安全合作也成为顺理成章的事情。只有建立起持续的共同开发格局，让各国都从中受益才能真正做到搁置争议，并将经济层面的合作拓展至政治、安全领域。这也为突破中国与东盟经济合作—军事安全的二元对立困境提供启示。

个人观点：

南海问题不只是区域性问题，更是世界性问题。南海问题的和平解决不仅有利于区域和平，更有利于世界和平。我认为处于南海争端的国家应摒弃前嫌，坐在谈判桌上理性思考，本着和平友好原则，共达互识，正确解决南海争端。只有这样才能造福于各国百姓，使各国社会经济更好发展。只有这样才能避免不必要的伤害，使世界更加和平。

中华民族是爱好和平的民族，中国也是具有特别富有反抗外来侵略精神的国家。中华民族各族人民赞成各民族平等的联合与交往，反对任何外来的侵略与压迫。每遇国难当头之际，总会有无数的志士仁人，怀着“天下兴亡，匹夫有责”的崇高信念，“以天下为己任”，挺身而出，不惜牺牲个人的一切，以挽救祖国的危亡。

论文写作心得：

论文常用来指进行各个学术领域的研究和描述学术研究成果的文章，简称之为论文。它既是探讨问题进行学术研究的一种手段，又是描述学术研究成果进行学术交流的一种工具。写论文让我学会了探究问题的方法，也让我从探究问题中体会到了乐趣。在整个过程中，我查阅了大量的文献和资料并进行相关的思考，让我增长了不少的知识，也让我学会多角度的看待分析问题。一路走来，论文改写了好几次：开始时是大纲内容冗杂重心不明确进行修改；之后是对内容上不必要的重复进行删减；也曾因为重要词汇措辞不当进行改进；还有因对概念理解错误各小节划分缺乏逻辑进行的重新推敲每一次的批评与改进，都让我对自己的选题有进一步的思考与理解。就这样，我的写作思路由浑浊变得清晰，内容由空泛变得充实，语言由粗糙变得相对精炼，格式由业余变得规范。通过这次毕业论文的写作，我不但加强了对南海争端问题更深入的理解，还学会了检索信息，收集材料，电脑排版，论文格式等多方面知识。本次论文的写作，让我增长了知识和技能，也让我明白，不论做什么事情都必须抱着务实谨慎不怕困难的态度，精益求精。当然，在本次的写作过程中，也让我感受到了自己作为本科生在知识与实践经验上的匮乏。所以我决不能停止学习的步伐，在将来的学习与生活中，依然要抱着学海无涯的求知态度不断完善与提升自己。

南海争端经常在新闻网络上看见，但从未真正想过其中更深层次的问题。这次的探究，让我了解到了南海问题涉及到的国家，涉及到的历史，涉及到的政治网络等等一系列前所未闻的新视界。也让我看到了中国在国际上的重要地位，以及中国历史在南海方面的辉煌。

人生就是在不断学习不断探究中成长的，我相信这一次关于南海问题的探究以及论文的创作会对我的人生给予极大的帮助。