第一篇：工業廠房塔式結構設計及構造的心得論文

[摘 要] 通過近幾年所設計的兩個工業廠房（內含工業高層塔）,分析設計前后所考慮的問題并結合該工程的實際情況與相關的文獻，論述了設計后的一些看法與個人的體會。

[關鍵詞] 塔式結構； 軟件分析； 強柱弱梁； 塑性鉸； 工程實例； 體會。

本人于 2008 年和 2014 年分別在黑龍江省（安達市及綏棱市）兩個地市設計乳品廠房，其中廠房中重要的核心部分就是高層塔。所謂高層塔： 指的是該建筑物的長度與寬度大致相同，且平面尺寸皆不大，高度較高，整個建筑顯得細長（尤其是該建筑位于整片單層廠房的一部分）,所以在外觀上更似 “塔”的形狀。工業高層塔的特點

它是整個鋼結構廠房的一部分，但它的承重材質非 “鋼結構”,而是鋼筋混凝土結構，即高層框架結構體系。受工藝條件的嚴格制約，層高較高（5 ~7m 左右）;局部樓層開洞較大，但一般皆可以控制在 30% 以內； 每層荷載分布極不均勻，而且荷載較大。設計計算前所要考慮的問題

（1）將 “塔”看成豎向彈性構件體系，控制體系的高寬比例，以保證其穩定性。

（2）考慮颶風和地震力所產生的雙向水平側向力。

（3）由于工業高層塔的自身特點（各種工藝設備的形狀及荷載相差較大）,所以盡可能使該建筑平面，體型，立面剛度盡量保持對稱與均勻（可通過框架平面主次梁及柱調整剛度和傳力荷載）使結構整體不會出現薄弱環節。

（4）妥善處理因水平力（如颶風，地震力）,溫度變化和基礎沉降所帶來的梁柱節點的變形要求，故在采用深基礎的前提下，加大承臺的埋深，保障結構的安全可靠性。

（5）該建筑受工藝要求繁瑣； 設備管道多，具有特殊的消防，通風，排煙設置，尚需對散熱，供暖及加風壓進行的考慮，如此便要求合理的建筑層高，合理的布置豎向交通（即確定樓梯及采用所需爬梯的位置）.3 設計過程中所要考慮的注意事項

（1）框架結構的豎向構件某些構件進入非彈性，出現塑性鉸，避免其局部的脆性破壞，通過變形以吸收和耗散震能，從而提高結構的抗倒塌能力； 但在使用 SATWE 軟件計算中，其一框架梁的剛度是沒有考慮現澆混凝土樓板對框架梁的 “有利約束”故梁端彎矩相應增大，但是所增加的配筋全部配置在梁內，而樓板是按自身受力單獨計算配筋的； 軟件計算使用時，梁的裂縫控制一般在 0.3mm 以內的，而實際正常情況下，梁是有翼緣的，且梁在受壓區是配有足夠鋼筋的，所以構件在現實的正常使用情況下其裂縫是不大的。以上兩點均使梁配筋過大，故設計時人為弱化梁的剛度及其支座處的配筋，同時將框架梁跨中的鋼筋稍增加（原計算鋼筋量的 1.05-1.1 倍左右）,一方面用以控制，降低梁的裂縫。另一方面使建筑體系接近“強柱弱梁”的模式。

（3）此種 “塔式結構”在地震力的作用下，對建筑物的四角而言避免減少樓板及梁對角柱的約束，此外除正常樓面設置框架梁之外，首跨在窗頂處設置適量的框架梁，用以減少水平力作用下，角柱在兩個方向的扭轉。對所有框架柱而言-其在豎向力的作用下，通常情況梁受彎大于柱的受彎變形，但在強水平力的作用下，柱所受震害則遠大于梁所受震害，尤其柱底鋼筋在地震力反復作用下，混凝土極易剝落，而柱內主筋易達到屈服點，其抗剪強度明顯不足，所以設計時人為加大柱的剛度（截面尺寸）與柱底鋼筋的強度（特別是柱底箍筋的強度）,使得框架柱在抗震受力時難以出現塑性鉸，使每個框架柱皆具有足夠大的抗剪能力。

（4）“塔式結構”中的梁柱設計主要依據彎矩分配法對其內力進行計算，對框架梁柱節點的加強可通過構造節點措施的加強而實現。用 “反彎點法”對框架在水平荷載作用下進行計算，并應該進行變形的驗算。工程實例一

2008 年于安達市設計一乳品工業廠房，主體為門式鋼結構，鋼柱跨度 24m 及 30m 兩種形式。廠房內設高層塔，六層，塔主體總高度為 42.5m.塔平面設有大量設備且多為震動荷載，柱軸壓在 380T-570T 之間，單柱軸壓相差較大，故采用的是深基礎，而且加大承臺的剛度及其埋深。實際設計中采用 Φ600 超流態鉆孔灌注樁，樁端至少進入地質報告中的第六層土（粗中砂）2m 以上，樁長不應小于15m,單樁承載力設計值不小于 140t.布樁不應以平面豎向導荷為依據，考慮水平力對 “塔結構”影響較大，僅僅考慮豎向力其安全性差，故基礎布樁應以 SATWE 結果為準（考慮水平力，所受彎矩較大）,詳見圖1.樁基礎的剛度較小，決定其抗水平彎矩的能力弱，假若一旦彎矩使塑性鉸出現在柱底（樁頂）則對整個建筑極其不利。故在該設計中“高層塔”的嵌故可認為設置在零米層處，采用設置且加大零米層處的地基梁，由于工藝要求，零米層處要作 200 ~250mm 厚的建筑地面，結構將其按0.2% 左右的配筋率雙向雙層構造配筋，形成剛性地面，如此可作為建筑物的嵌固端使用，即可調整其基礎的不均勻沉降，又可使主體形成一種穩定的體系，減少柱根處的位移，提升其穩定性能，增強建筑物的抗震能力，減少水平力所帶來的隱患，防止主體結構出現滑移，扭轉與傾覆。工程實例二

（1）工程概況； 單層廠房采用 24m 跨門式鋼架，柱頂標高 7.500m,內設辦公區，沖洗區，食堂及 “工業高層塔”.塔總高度為 26.2m,共 5 層（不 含 夾 層）.局 部 樓 層（標 高 為 6.400m,10.70m）開設的洞口較大。部分面荷載為 3-7T /m2,線荷載為 2.5 ~20T/m.（2）整體計算； “塔”在整個廠房中占地面積較小，橫縱兩個方向的柱跨數都不多，所以其建筑物的抗震能力不是很強，故框架柱的截面尺寸設計并非 按 其 軸 壓 所 確 定。該 工 程 柱 截 面 尺 寸 取800X800 及 850X850 兩種，而最大軸壓僅為 0.22.建筑物的抗震分析不是太難，故陣型組合數值取 12~ 15 即可； 塔內的填充墻體不是很多，但層高較高，填充墻內每 3 ~5m 設 200X200 的構造柱，墻沿水平方向設200X300 梁以形成局部框架（但應該注意的是； 所新設的梁與框架柱之間連接設成鉸接）,所以在進行整體計算時，結構周期的折減系數宜取0.7 ~ 0.8 之間進行驗算。此外尚應注意的是； 填充墻是不可以采用120 承重砌塊的（此雖非承重結構，但屬于剛性結構）,因為其抗震變形與框架主體相差較大，影響 “塔”整體計算的結果。

（3）使結構體系接近“強柱弱梁”,軟件設計中的 “梁設計彎矩放大系數”和 “梁活荷放大系數”皆不可加大。適當減少梁的剛度-因為軟件設計時的框架梁是不考慮現澆樓板作為梁的受壓翼緣的，此難反應梁的真實性能。盡量減少柱端的梁對框架柱的約束，使在地震時梁端首先出現塑性鉸，可以出現較大的塑性變形（其塑性鉸可出現在梁端，但應絕對避免塑性鉸出現在柱底部）,產生一定的變形，用以耗散地震能量； 800X800 的柱作為下一道抗震防線-體積配箍率不小于 2.0%,縱向鋼筋含量宜適中，配筋不宜過大，箍筋采用復合井字箍，形成核芯柱，當柱出現彎裂縫，特別是剪切裂縫時，構造所形成的核芯柱可以有效的減少柱的壓縮，特別是建筑物中框架柱的截面尺寸皆較大，大部接近于 “短柱”,如此措施可保證柱的外形和截面承載力，使其具有較好的延性，有利于提高其變形能力。

（4）要有目的地加大框架梁柱（特別是底層框架柱）的剪力設計值，防止梁，柱底部在彎矩屈服前出現剪切破壞，實現 “強剪弱彎”,滿足各構件的延性，增加其塑性變形能力，防止其脆性破壞。尤其建筑體系中的角柱，易受雙向地震力的作用，扭轉效應對內力影響較大，震害相對嚴重，在設計中-內力計算按兩個主軸方向分別考慮地震的作用。彎矩設計值，尤其是剪力設計值予以適當的加大。

（5）高層工業塔中部分設備是貫通幾個樓層的，不僅每個樓層所受荷載相差過大，而且部分樓層板所開設的洞口也過大，單個層高之間亦不相同。如此在強水平力（地震力）作用下，整個結構的抗側位移剛度嚴重不規則，宜于某層產生較大的強行位移，形成薄弱層（剛度變化不符合高規3.5.2 條要求的樓層； 承載力不符合高規 3.5.3 條要求的樓層）,威脅整個建筑物的抗震能力，故在每層剛度調整中，層與層上下間的剛度差不宜大于30% ,同時在軟件分析中，可人為將 “認為” 是薄弱層的樓層的地震剪力放大 1.15 倍，同時對結構進行強塑性變形驗算。所得數據滿足（抗規）中 3.4 章（建筑設計和建筑結構的規則性）的各項要求。另外在軟件的整體計算中應步入樓梯，從設計上可考慮減少樓梯剛度對整體結構的影響。樓梯不宜作成折梁或折板，避免其在地震作用下產生的拉、壓力對框架柱造成影響。

（6）框架梁及所受荷載較大的環形梁（線荷20T / m）截面寬度不宜小于 400mm,配置 4 肢箍筋，次梁的截面尺寸也不宜小于 300mm,適當的加大梁跨中的計算鋼筋（1.1 ~ 1.15 倍）,同時相應減少梁支座處的鋼筋含量，配置抗拉強度高的鋼筋，提高混凝土的標號（不小 C40）,使得框架梁在抗震設計中達到 “強剪弱彎”的效果。部分梁柱平面圖詳見圖 2.（7）在本設計中，各構件（框架梁柱，特別是底層框架柱）的剛度及配筋都較大。故難以實現 “強節點弱構件”的結構體系。但節點核心區是保證框架承載力和抗倒塌能力的關鍵部位，其受力復雜，易發生非延性破壞，引起與節點相連接的各構件破壞，所以在設計中節點區通過構造措施有所加強（具體表現在梁柱鋼筋的相互錨固）,并按三級抗震等級進行抗震受剪承載力的驗算。注明；其節點核心區承載力的驗算并非（高規）規定，而應按（混凝土結構設計規范）GB50010 的有關規定執行。規范對頂層和中間層節點核心區取值是按不同計算公式的。軟件分析結構 “高層塔”框架梁柱中間層節點，頂層節點在地震力，風荷載等水平力反復作用下，都會產生位移，造成梁柱節點內鋼筋發生滑移現象。分析結構表明，頂層節點的延性需求比中間層節點較小； 頂層的震害比其他樓層的震害要輕，故中間層梁柱節點處梁內上部鋼筋的錨入柱內應有所加大。結束語

綜上所述，就是通過近幾年的兩個親自參與的工程實例與相應規范要求，得出的作為工業廠房中的 “塔式結構”設計及構造的一些體會，可供同行參考。

第二篇：鋼結構設計在工業廠房結構設計中的應用探討

鋼結構設計在工業廠房結構設計中的應用探討

摘要：隨著我國社會經濟的快速發展，人們對工業廠房的需求量逐漸增大。工業廠房為人們提供休息地方，所以在建筑過程中一定要保證質量符合要求。現階段，我國工業廠房結構在設計過程中仍存在許多問題，嚴重影響人們的生命財產安全，基于此，本文對工業廠房結構設計中應用鋼結構的優點進行分析，提出相關設計要點，以期為工業廠房結構設計提供參考依據。

關鍵詞：鋼結構設計；工業廠房；結構設計

0引言

工業廠房結構設計是工業和管理的重要內容，不僅可以為人們提供休息空間，還可以節約工廠建設的相關成本，是工程中的重要組成部分[1]。但是現階段，我國鋼結構設計在工業廠房結構設計中存在嚴重問題，嚴重影響到工業廠房的建設，基于此，本文對工業廠房結構設計中應用鋼結構的優點進行分析，提出相關設計要點，以期提高工業廠房結構質量。

一、在工業廠房結構設計中應用鋼結構的優點

（一）鋼結構開間大

鋼結構開間大是工業廠房結構設計中應用鋼結構的重要優勢，具體表現在以下幾方面內容上：首先，與其他建筑材料相對比，鋼結構具有靈活性和自重輕等特點，同等材料施工過程中，鋼結構更加方便運輸和吊裝。一般情況下，鋼結構的最大跨度不超過五十厘米，且重量僅為混凝土屋架的三分之一，同時在具有相同梁高的情況下，鋼結構的開間比混凝土的開間大了百分之六十，因此，在進行鋼結構布置過程中，具有靈活性，可以從根本上滿足工業廠房建筑設計的大跨度要求。其次，鋼結構具有安裝和拆卸簡單、工程期限短等工作特點。一般情況下，在進行鋼結構安裝過程中，其機械化生產程度較高，梁、屋架等方面材料都是有專業化金屬構件廠進行生產的，所以質量符合要求。與此同時，在進行現場作業過程中，工程負責人還需要加強施工人力、物力的投入，從而保證工程施工質量，縮短工程期限。

（二）鋼結構重量小

在工業廠房建設過程中，鋼結構相對比傳統的混凝土結構重量比較輕，能夠減少地基承載壓力。而且鋼結構體系能夠較好的解決混凝土結構抗震性低、建筑工藝較為繁瑣的劣勢性冷彎薄壁的鋼結構非常實用在住宅建筑施工過程中，從而可以增加建筑的防腐性，延長建筑物的使用壽命。

（三）提高施工效率

在工業廠房設計過程中，制造廠商在進行鋼結構部件制造過程中，需要通過高強度和機械化的生產進行鋼材料的制造，這在一定程度上增加了鋼結構材料的質量和鋼結構的精準度。同時，相關人員還需要將工業廠房鋼結構部件運送到建筑施工現場，在現場對鋼結構進行組裝過程中，需要將鋼結構的相關部件實施螺栓固定、并在固定過程中使用一些簡單的固定方法，這樣不僅可以降低建筑工程的施工周期，簡化工業廠房的施工程序，還可以保證工業廠房的建筑質量，提高廠房建設的施工效率。

（四）良好的抗震性

鋼結構的韌性和塑性質量較高，因此，其在應對地震災害時效果較好，高質量的抗震性可以有效減少地震帶來的傷害。至于動力荷載，鋼結構也具有較高的質量，往往能夠對抗超過八級的地震，因此其在很多地震多發區較為普及。

二、工業廠房鋼結構設計要點

（一）荷載設計

有的時候，鋼結構的荷載決定著抱枕鋼結構的設計情況，因襲，相關人員需要對荷載盡心設計，在設計過程中保證荷載的準確性，從而增強鋼結構的可靠性與安全性。與此同時，相關人員在進行鋼結構荷載設計過程中個，需要對天氣等方面因素進行考慮，從而保證工業廠房鋼結構荷載設計符合相關要求。

（二）柱的設計

在對工業廠房鋼結構的柱進行設計過程中，相關人員需要嚴格按照鋼結構的的不同來劃分。大多數時候，柱結構有截面柱、階型柱、分離式三個形式，但是通常情況下，工業廠房鋼珠設計需要嚴格按照鋼結構建筑施工要點進行施工，從而廠房建設只是八正的要求之一，除此之外，其還能在經濟格局中扮演相應角色。

（三）防火設計

一般情況下，如果鋼結構溫度在100℃以上，那么鋼材的抗壓強度和隨著溫度升高會逐漸遞減，其塑性的變化則剛好相反。一旦鋼材溫度達到250℃，鋼材的塑性就嚴重受到影響，導致藍脆現象隨之產生。基于此，相關人員必須對工業廠房鋼結構設計需要進行防火設計，從而工業廠房的耐熱性。

（四）防震設計

對鋼結構進行防震設計需要從以下兩個方面進行：一方面當鋼結構廠房的總高度低于16毫米時，建筑物邊緣與防震縫兩遍的距離需要控制在一個固定的范圍內，從而保證建筑物具有良好的抗壓性，如果建筑物的總體高度大于21毫米時，相關設計人員需要根據工業廠房的實際需求對距離進行調整，從而保證鋼筋混凝土機構具有良好的防震能力；另一方面，鋼結構的承重直接受限于鋼柱腳的實際情況。因此，相關人員可以對抗性較大的建筑采用剛性柱腳。鉸接柱腳是輕型柱腳的一種，在進行該階段的工程設計時，至少要高于鋼珠截面高度的二倍，有時甚至是三倍。

（五）支撐系統設計

支撐系統是廠房的支撐框架，在設計過時，務必要考慮整體結構的剛度是否達標，只有在鋼結構整體強度符合標準的情況下，廠房的空間工作才能有序開展，同時有效提高鋼結構整體的穩定性。而在設計支撐系統時，首先要認真分析廠房內部結構，在此基礎上確保廠房的高度等方面設置符合要求，還需要保證柱間支撐系統的設置的穩定性，并與房屋該橫向水平支撐實現合理配置。與此同時為了保證工業廠房鋼結構的縱向高度，需要設置兩道下段柱支撐，從而防止溫度對支撐系統進行破壞。

（六）鋼結構的工藝設計

在鋼結構的工藝設計過程中需要充分考慮建廠條件、企業的具體情況，并根據企業的具體情況選擇合適的機構設計，從而保證港機構中輕鋼、框架、索膜等方面內容設置合理，如果采用的是懸掛荷載，那么在進行支撐結構選擇時，工作人員務必選擇符合使用要求的廠房施工材料，同時兼顧具體工作的標準，在鋼結構工業廠房中開展工藝設計。

（七）防腐設計

對工業廠房進行防腐設計需要從以下幾個方面進行：首先，需要提高工業廠房設計人員的防腐意識，讓其在進行施工過程中加強防腐建設。其次，相關人員面對腐蝕想象，需要找出發生腐蝕現象的原因，并根據腐蝕的具體原因制定出針對性防腐措施，從而增加工業廠房鋼結構的防腐性。最后，相關人員可以對工業廠房的鋼結構涂上一層防腐蝕的保護層，同時這層保護層還需要具備良好的疏水性，附著性、電阻大等特點，從而保證可以對空氣中的水蒸氣、氧氣、氯離子等物質不會對其發生作用，確保其可以發揮自身的防腐性作用。

三、結束語

總而言之，工業的發展離不開建筑廠房的設計，因此，在對工業廠房進行設計過程中，相關人員不僅需要保證工業廠房建設具有良好的安全性、穩定性，還需要在廠房建設過程中嚴格遵守設計原則，從而保證廠房設計結構質量符合要求，進一步促進廠房建設的快速發展。

參考文獻：

[1]

段榮.建筑結構設計中鋼結構設計的重要性與策略[J].商品與質量,2016(31):177-177.

第三篇：論文工業機器人抓取手臂的結構設計畢業論文

工業機器人抓取手部結構及其應用 前言

1.1 工業機器人簡介

幾千年前人類就渴望制造一種像人一樣的機器，以便將人類從繁重的勞動中解脫出來。如古希臘神話《阿魯哥探險船》中的青銅巨人泰洛斯（Taloas)，猶太傳說中的泥土巨人等等，這些美麗的神話時刻激勵著人們一定要把美麗的神話變為現實，早在兩千年前就開始出現了自動木人和一些簡單的機械偶人。

到了近代，機器人一詞的出現和世界上第一臺工業機器人問世之后，不同功能的機器人也相繼出現并且活躍在不同的領域，從天上到地下，從工業拓廣到農業、林、牧、漁，甚至進入尋常百姓家。機器人的種類之多，應用之廣，影響之深，是我們始料未及的。

工業機器人由操作機（機械本體）、控制器、伺服驅動系統和檢測傳感裝臵構成，是一種仿人操作、自動控制、可重復編程、能在三維空間完成各種作業的機電一體化自動化生產設備。特別適合于多品種、變批量的柔性生產。它對穩定、提高產品質量，提高生產效率，改善勞動條件和產品的快速更新換代起著十分重要的作用。

機器人并不是在簡單意義上代替人工的勞動，而是綜合了人的特長和機器特長的一種擬人的電子機械裝臵，既有人對環境狀態的快速反應和分析判斷能力，又有機器可長時間持續工作、精確度高、抗惡劣環境的能力，從某種意義上說它也是機器的進化過程產物，它是工業以及非產業界的重要生產和服務性設備，也是先進制造技術領域不可缺少的自動化設備。

1.2 世界機器人的發展

國外機器人領域發展近幾年有如下幾個趨勢：

（1）.工業機器人性能不斷提高（高速度、高精度、高可靠性、便于操作和維修），而單機價格不斷下降，平均單機價格從91年的10．3萬美元降至97年的6．5萬美元。（2）.機械結構向模塊化、可重構化發展。例如關節模塊中的伺服電機、減速機、檢測系統三位一體化；由關節模塊、連桿模塊用重組方式構造機器人整機；國外已有模塊化裝配機器人產品問市。

（3）．工業機器人控制系統向基于PC機的開放型控制器方向發展，便于標準化、網絡化；器件集成度提高，控制柜日見小巧，且采用模塊化結構；大大提高了系統的可靠性、易操作性和可維修性。

（4）．機器人中的傳感器作用日益重要，除采用傳統的位臵、速度、加速度等傳感器 外，裝配、焊接機器人還應用了視覺、力覺等傳感器，而遙控機器人則采用視覺、聲覺、力覺、觸覺等多傳感器的融合技術來進行環境建模及決策控制；多傳感器融合配臵技術在產品化系統中已有成熟應用。

（5）．虛擬現實技術在機器人中的作用已從仿真、預演發展到用于過程控制，如使遙控機器人操作者產生臵身于遠端作業環境中的感覺來操縱機器人。

（6）．當代遙控機器人系統的發展特點不是追求全自治系統，而是致力于操作者與機器人的人機交互控制，即遙控加局部自主系統構成完整的監控遙控操作系統，使智能機器人走出實驗室進入實用化階段。美國發射到火星上的?索杰納?機器人就是這種系統成功應用的最著名實例。

（7）．機器人化機械開始興起。從94年美國開發出?虛擬軸機床?以來，這種新型裝臵已成為國際研究的熱點之一，紛紛探索開拓其實際應用的領域。

1.3 我國工業機器人的發展

有人認為，應用機器人只是為了節省勞動力，而我國勞動力資源豐富，發展機器人不一定符合我國國情。這是一種誤解。在我國，社會主義制度的優越性決定了機器人能夠充分發揮其長處。它不僅能為我國的經濟建設帶來高度的生產力和巨大的經濟效益，而且將為我國的宇宙開發、海洋開發、核能利用等新興領域的發展做出卓越的貢獻。

我國的工業機器人從80年代?七五?科技攻關開始起步，在國家的支持下，通過?七五?、?八五?科技攻關，目前已基本掌握了機器人操作機的設計制造技術、控制系統硬件和軟件設計技術、運動學和軌跡規劃技術，生產了部分機器人關鍵元器件，開發出噴漆、弧焊、點焊、裝配、搬運等機器人；其中有130多臺套噴漆機器人在二十余家企業的近30條自動噴漆生產線（站）上獲得規模應用，弧焊機器人已應用在汽車制造廠的焊裝線上。但總的來看，我國的工業機器人技術及其工程應用的水平和國外比還有一定的距離，如：可靠性低于國外產品；機器人應用工程起步較晚，應用領域窄，生產線系統技術與國外比有差距；在應用規模上，我國已安裝的國產工業機器人約200臺，約占全球已安裝臺數的萬分之四。以上原因主要是沒有形成機器人產業，當前我國的機器人生產都是應用戶的要求，?一客戶，一次重新設計?，品種規格多、批量小、零部件通用化程度低、供貨周期長、成本也不低，而且質量、可靠性不穩定。因此迫切需要解決產業化前期的關鍵技術，對產品進行全面規劃，搞好系列化、通用化、模化設計，積極推進產業化進程。

我國的智能機器人和特種機器人在?863?計劃的支持下，也取得了不少成果。其中最為突出的是水下機器人，6000米水下無纜機器人的成果居世界領先水平，還開發出直接遙控機器人、雙臂協調控制機器人、爬壁機器人、管道機器人等機種；在機器人視覺、力覺、觸覺、聲覺等基礎技術的開發應用上開展了不少工作，有了一定的發展基礎。但是在多傳感器信息融合控制技術、遙控加局部自主系統遙控機器人、智能裝配機器人、機器人化機械等的開發應用方面則剛剛起步，與國外先進水平差距較大，需要在原有成績的基礎上，有重點地系統攻關，才能形成系統配套可供實用的技術和產品，以期在十五世紀后期立于世界先進行列之中。手部結構 2.1概述

手部是機械手直接用于抓取和握緊工件或夾持專用工具進行操作的部件，它具有模仿人手的功能，并安裝于機械手手臂的前端。手部結構及型式根據它的使用場合和被夾持工件的形狀，尺寸，重量，材質以及被抓取部位等的不同而設計各種類型的手部結構，它一般可分為鉗爪式，氣吸式，電磁式和其他型式。鉗爪式手部結構由手指和傳力機構組成。其傳力機構形式比較多，如滑槽杠桿式、連桿杠桿式、斜楔杠桿式、齒輪齒條式、彈簧杠桿式……等，這里采用滑槽杠桿式。

2.2 設計時應考慮的幾個問題 ①應具有足夠的握力（即夾緊力）

在確定手指的握力時，除考慮工件重量外，還應考慮在傳送或操作過程中所產生的慣性力和振動，以保證工件不致產生松動或脫落。

②手指間應有一定的開閉角

兩個手指張開與閉合的兩個極限位臵所夾的角度稱為手指的開閉角。手指的開閉角保證工件能順利進入或脫開。若夾持不同直徑的工件，應按最大直徑的工件考慮。③應保證工件的準確定位

為使手指和被夾持工件保持準確的相對位臵，必須根據被抓取工件的形狀，選擇相應的手指形狀。例如圓柱形工件采用帶‘V’形面的手指，以便自動定心。

④應具有足夠的強度和剛度

手指除受到被夾持工件的反作用力外，還受到機械手在運動過程中所產生的慣性力和振動的影響，要求具有足夠的強度和剛度以防止折斷或彎曲變形，但應盡量使結構簡單緊湊，自重輕。

⑤應考慮被抓取對象的要求

應根據抓取工件的形狀、抓取部位和抓取數量的不同，來設計和確定手指的形狀。3 腕部的結構 3.1 概述

腕部是連接手部與臂部的部件，起支承手部的作用。設計腕部時要注意以下幾點： ① 結構緊湊，重量盡量輕。

② 轉動靈活，密封性要好。

③ 注意解決好腕部也手部、臂部的連接，以及各個自由度的位臵檢測、管線的布 臵以及潤滑、維修、調整等問題 ④ 要適應工作環境的需要。

另外，通往手腕油缸的管道盡量從手臂內部通過，以便手腕轉動時管路不扭轉和不外露，使外形整齊。

3.2 腕部的結構形式

本機械手采用回轉油缸驅動實現腕部回轉運動，結構緊湊、體積小，但密封性差，回轉角度為±115°。腕部的結構，定片與后蓋，回轉缸體和前蓋均用螺釘和銷子進行連接和定位，動片與手部的夾緊油缸缸體用鍵連接。夾緊缸體也指座固連成一體。當回轉油缸的兩腔分別通入壓力油時，驅動動片連同夾緊油缸缸體和指座一同轉動，即為手腕的回轉運動。

3.3 手腕驅動力矩的計算

驅動手腕回轉時的驅動力矩必須克服手腕起動時所產生的慣性力矩,手腕的轉動軸與支承孔處的摩擦阻力矩，動片與缸徑、定片、端蓋等處密封裝臵的摩擦阻力矩以及由 臂部的結構 4.1 概述

臂部是機械手的主要執行部件，其作用是支承手部和腕部，并將被抓取的工件傳送到給定位臵和方位上，因而一般機械手的手臂有三個自由度，即手臂的伸縮、左右回轉和升降運動。手臂的回轉和升降運動是通過立柱來實現的，立柱的橫向移動即為手臂的

橫向移動。手臂的各種運動通常由驅動機構和各種傳動機構來實現，因此，它不僅僅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。手臂的結構、工作范圍、靈活性以及抓重大小（即臂力）和定位精度等都直接影響機械手的工作性能，所以必須根據機械手的抓取重量、運動形式、自由度數、運動速度及其定位精度的要求來設計手臂的結構型式。同時，設計時必須考慮到手臂的受力情況、油缸及導向裝臵的布臵、內部管路與手腕的連接形式等因素。因此設計臂部時一般要注意下述要求：

① 剛度要大 為防止臂部在運動過程中產生過大的變形，手臂的截面形狀的選擇要合理。弓字形截面彎曲剛度一般比圓截面大；空心管的彎曲剛度和扭曲剛度都比實心軸大得多。所以常用鋼管作臂桿及導向桿，用工字鋼和槽鋼作支承板。② 導向性要好 為防止手臂在直線移動中，沿運動軸線發生相對運動，或設臵導向裝臵，或設計方形、花鍵等形式的臂桿。

③ 偏重力矩要小 所謂偏重力矩就是指臂部的重量對其支承回轉軸所產生的靜力矩。為提高機器人的運動速度，要盡量減少臂部運動部分的重量，以減少偏重力矩和整個手臂對回轉軸的轉動慣量。

④ 運動要平穩、定位精度要高 由于臂部運動速度越高、重量越大，慣性力引起的定位前的沖擊也就越大，運動即不平穩，定位精度也不會高。故應盡量減少小臂部運動部分的重量，使結構緊湊、重量輕，同時要采取一定的緩沖措施。

4.2 手臂直線運動機構

機械手手臂的伸縮、升降及橫向移動均屬于直線運動，而實現手臂往復直線運動的機構形式比較多，常用的有活塞油（氣）缸、活塞缸和齒輪齒條機構、絲桿螺母機構以及活塞缸和連桿機構。

4.2.1 手臂伸縮運動

這里實現直線往復運動是采用液壓驅動的活塞油缸。由于活塞油缸的體積小、重量輕，因而在機械手的手臂機構中應用比較多。如圖5所示為雙導向桿手臂的伸縮結構。手臂和手腕是通過連接板安裝在升降油缸的上端，當雙作用油缸1的兩腔分別通入壓力油時，則推動活塞桿2（即手臂）作往復直線運動。導向桿3在導向套4內移動，以防止手臂伸縮時的轉動（并兼做手腕回轉缸6及手部7的夾緊油缸用的輸油管道）。由于手臂的伸縮油缸安裝在兩導向桿之間，由導向桿承受彎曲作用，活塞桿只受拉壓作用，故受力簡單，傳動平穩，外形整齊美觀，結構緊湊。可用于抓重大、行程較長的場合。

4.2.2 導向裝臵

液壓驅動的機械手手臂在進行伸縮（或升降）運動時，為了防止手臂繞軸線發生轉動，以保證手指的正確方向，并使活塞桿不受較大的彎曲力矩的作用，以增加手臂的剛性，在設計手臂的結構時，必須采用適當的導向裝臵。它根據手臂的安裝形式，具體的結構和抓取重量等因素加以確定，同時在結構設計和布局上應盡量減少運動部件的重量和減少手臂對回轉中心的轉動慣量。目前采用的導向裝臵有單導向桿、雙導向桿、四導向桿和其他的導向裝臵，本機械手采用的是雙導向桿導向機構。

雙導向桿配臵在手臂伸縮油缸兩側，并兼做手部和手腕油路的管道。對于伸縮行程大的手臂，為了防止導向桿懸伸部分的彎曲變形，可在導向桿尾部增設輔助支承架，以提高導向桿的剛性。

如圖6所示，對于伸縮行程大的手臂，為了防止導向桿懸伸部分的彎曲變形，可在導向桿尾部增設輔助支承架，以提高導向桿的剛性。在導向桿1的尾端用支承架4將兩個導向桿連接起來，支承架的兩側安裝兩個滾動軸承2，當導向桿隨同伸縮缸的活塞桿一起移動時，支承架上的滾動軸承就在支承板3的支承面上滾動。

4.2.3 手臂的升降運動

當升降缸上下兩腔通壓力油時，活塞杠4做上下運動，活塞缸體2固定在旋轉軸上。由活塞桿帶動套筒3做升降運動。其導向作用靠立柱的平鍵9實現。

4.5 臂部運動驅動力計算

計算臂部運動驅動力（包括力矩）時，要把臂部所受的全部負荷考慮進去。機械手工作時，臂部所受的負荷主要有慣性力、摩擦力和重力等。

4.5.1 臂水平伸縮運動驅動力的計算

手臂做水平伸縮運動時，首先要克服摩擦阻力，包括油缸與活塞之間的摩擦阻力及導向桿與支承滑套之間的摩擦阻力等，還要克服啟動過程中的慣性力。其驅動力Pq可按下式計算：

Pq = Fm + Fg(N)式中 Fm——各支承處的摩擦阻力；

Fg——啟動過程中的慣性力，其大小可按下式估算： Fg = Wa(N)g 式中 W ——手臂伸縮部件的總重量（N）； 5.1 液壓系統簡介

機械手的液壓傳動是以有壓力的油液作為傳遞動力的工作介質。電動機帶動油泵輸出壓力油，是將電動機供給的機械能轉換成油液的壓力能。壓力油經過管道及一些控制調節裝臵等進入油缸，推動活塞桿運動，從而使手臂作伸縮、升降等運動，將油液的壓力能又轉換成機械能。手臂在運動時所能克服的摩擦阻力大小，以及夾持式手部夾緊工件時所需保持的握力大小，均與油液的壓力和活塞的有效工作面積有關。手臂做各種運動的速度決定于流入密封油缸中油液容積的多少。這種借助于運動著的壓力油的容積變化來傳遞動力的液壓傳動稱為容積式液壓傳動，機械手的液壓傳動系統都屬于容積式液壓傳動。

5.2 液壓系統的組成

液壓傳動系統主要由以下幾個部分組成：

① 油泵 它供給液壓系統壓力油，將電動機輸出的機械能轉換為油液的壓力能，用這壓力油驅動整個液壓系統工作。

② 液動機 壓力油驅動運動部件對外工作部分。手臂做直線運動，液動機就是手臂伸縮油缸。也有回轉運動的液動機一般叫作油馬達，回轉角小于360°的液動機，一般叫作回轉油缸（或稱擺動油缸）。

③ 控制調節裝臵 各種閥類，如單向閥、溢流閥、節流閥、調速閥、減壓閥、順序閥等，各起一定作用，使機械手的手臂、手腕、手指等能夠完成所要求的運動。

5.3 機械手液壓系統的控制回路

機械手的液壓系統，根據機械手自由度的多少，液壓系統可繁可簡，但是總不外乎 由一些基本控制回路組成。這些基本控制回路具有各種功能，如工作壓力的調整、油泵的卸荷、運動的換向、工作速度的調節以及同步運動等。

5.3.1 壓力控制回路 ① 調壓回路 在采用定量泵的液壓系統中，為控制系統的最大工作壓力，一般都在油泵的出口附近設臵溢流閥，用它來調節系統壓力，并將多余的油液溢流回油箱。② 卸荷回路 在機械手各油缸不工作時，油泵電機又不停止工作的情況下，為減少油泵的功率損耗，節省動力，降低系統的發熱，使油泵在低負荷下工作，所以采用卸荷回路。此機械手采用二位二通電磁閥控制溢流閥遙控口卸荷回路。

③ 減壓回路 為了是機械手的液壓系統局部壓力降低或穩定，在要求減壓的支路前串聯一個減壓閥，以獲得比系統壓力更低的壓力。

④平衡與鎖緊回路 在機械液壓系統中，為防止垂直機構因自重而任意下降，可采用平衡回路將垂直機構的自重給以平衡。

為了使機械手手臂在移動過程中停止在任意位臵上，并防止因外力作用而發生位移，可采用鎖緊回路，即將油缸的回油路關閉，使活塞停止運動并鎖緊。本機械手采用單向順序閥做平衡閥實現任意位臵鎖緊的回路。

⑤ 油泵出口處接單向閥 在油泵出口處接單向閥。其作用有二：第一是保護油泵。液壓系統工作時，油泵向系統供應高壓油液，以驅動油缸運動而做功。當一旦電機停止轉動，油泵不再向外供油，系統中原有的高壓油液具有一定能量，將迫使油泵反方向轉動，結果產生噪音，加速油泵的磨損。在油泵出油口處加設單向閥后，隔斷系統中高壓油液和油泵時間的聯系，從而起到保護油缸的作用。第二是防止空氣混入系統。在停機時，單向閥把系統能夠和油泵隔斷，防止系統的油液通過油泵流回油箱，避免空氣混入，以保證啟動時的平穩性。

5.3.2 速度控制回路

液壓機械手各種運動速度的控制，主要是改變進入油缸的流量Q。其控制方法有兩類：一類是采用定量泵，即利用調節節流閥的通流截面來改變進入油缸或油馬達的流量；另一類是采用變量泵，改變油泵的供油量。本機械手采用定量油泵節流調速回路。

根據各油泵的運動速度要求，可分別采用LI型單向節流閥、LCI型單向節流閥或QI型單向調速閥等進行調節。

節流調速閥的優點是：簡單可靠、調速范圍較大、價格便宜。其缺點是：有壓力和流量損耗，在低速負荷傳動時效率低，發熱大。采用節流閥進行節流調速時，負荷的變化會引起油缸速度的變化，使速度穩定性差。其原因是負荷變化會引起油缸速度的變化，使速度穩定性差。其原因是負荷變化會引起節流閥進出油口的壓差變化，因而使通過節流閥的流量以至油缸的速度變化。

調速閥能夠隨負荷的變化而自動調整和穩定所通過的流量，使油缸的運動速度不受負荷變化的影響，對速度的平穩性要求高的場合，宜用調速閥實現節流調速。

5.3.3 方向控制回路

在機械手液壓系統中，為控制各油缸、馬達的運動方向和接通或關閉油路，通常采用二位二通、二位三通、二位四通電磁閥和電液動滑閥，由電控系統發出電信號，控制電磁鐵操縱閥芯換向，使油缸及油馬達的油路換向，實現直線往復運動和正反向轉動。目前在液壓系統中使用的電磁閥，按其電源的不同，可分為交流電磁閥（D型）和直流電磁閥（E型）兩種。交流電磁閥的使用電壓一般為220V（也有380V或36V），直流電磁閥的使用電壓一般為24V（或110V）。這里采用交流電磁閥。交流電磁閥起動性能好，換向時間短，接線簡單，價廉，但是如吸不上時容易燒壞，可靠性差，換向時有沖擊，允許換向頻率底，壽命較短。

5.4 機械手的液壓傳動系統

液壓系統圖的繪制是設計液壓機械手的主要內容之一。液壓系統圖是各種液壓元件為滿足機械手動作要求的有機聯系圖。它通常由一些典型的壓力控制、流量控制、方向控制回路加上一些專用回路所組成。

繪制液壓系統圖的一般順序是：先確定油缸和油泵，再布臵中間的控制調節回路和相應元件，以及其他輔助裝臵，從而組成整個液壓系統，并用液壓系統圖形符號，畫出液壓原理圖。

5.4.1 上料機械手的動作順序

本液壓傳動上料機械手主要是從一個地方拿到工件后，橫移一定的距離后把工件給立式精鍛機進行加工。它的動作順序是：待料（即起始位臵。手指閉合，待夾料立放）→插定位銷→手臂前伸→手指張開→手指夾料→手臂上升→手臂縮回→立柱橫移→手腕回轉115°→拔定位銷→手臂回轉115° →插定位銷→手臂前伸→手臂中停→手指松開→ 手指閉合→手臂縮回→手臂下降→手腕反轉（手腕復位）→拔定位銷→手臂反轉（機械手臂復位）→立柱回移（回到起始位臵）→待料（一個循環結束）卸荷。

上述動作均由電控系統發信控制相應的電磁換向閥，按程序依次步進動作而實現的。該電控系統的步進控制環節采用步進選線器，其步進動作是在每一步動作完成后，使行程開關的觸點閉合或依據每一步動作的預設停留時間，使時間繼電器動作而發信，使步進器順序?跳步?控制電磁閥的電磁鐵線圈通斷電，使電磁鐵按程序動作（見電磁鐵動作程序表）實現液壓系統的自動控制。結束語

這次論文給了我們一個很好的機會，使我們了解了設計工作的基本流程和設計的方法以及理念。

雖然我描述的只是個簡單的工業機器人抓取手臂，但需要完成伸縮、升降、回轉、橫移等功能，對應分別要對這些機構進行設計和計算，以及對油路及其部件的選擇、控制回路和電氣控制的設計。通過這些設計，使理論知識與實際相結合，鞏固和深化了所學過的專業理論知識。在設計的過程中我不斷探索、不斷學習和修改。

通過這次設計，大大的提高了我們的自主學習和認真思考的能力，對學術態度的嚴謹性也有了很高的認識。我相信在以后的學習和工作過程中，一定可以好好的解決問題，提高自己的能力，較快地適應工作和社會激烈的競爭。

參考文獻

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第四篇：汽車構造及駕駛知識論文概要

南京理工大學 課 程 論 文

課程名稱:汽車構造及駕駛知識

論文題目:新概念汽車的發展狀況及未來前景姓名:章莎莎 學號:1007810226(經濟管理學院 目錄

一、前言(4

二、基本概念(4 2.1新能源汽車的定義 2.2 新能源汽車的類型 2.2.1 電動汽車 2.2.2 氣體燃料汽車 2.2.3 生物燃料汽車 2.2.4 氫燃料汽車

三、各國新能源汽車發展狀況(6 3.1 美國

3.2 日本 3.3 中國

四、新能源汽車存在的問題(8 4.1充電難

4.2快速裝卸電池難 4.3電池維護難 4.4充電成本高 4.5充電運營商的重擔

五、新能源汽車的發展趨勢(11 5.1突破電池技術是關鍵 5.2 驅動電機呈多樣化發展

5.3 由于受續駛里程的影響,純電動汽車向超微型發展 5.4 混合動力汽車是內燃機汽車和純電動汽車之間的過渡產品 5.5 燃料電池汽車成為競爭的焦點

5.6 開發新一代車用能源動力系統,發展新能源汽車

六、總結(12 參考文獻

【摘要】石油短缺、環境污染和氣候變暖是全球汽車產業面對的共同挑戰,各國政府及產業界積極應對,紛紛提出各自的發展戰略。新能源汽車已成為21世紀汽

車工業的發展熱點。目前,各國重視新能源汽車的開發及應用,并取得了不錯的成果。但是,什么樣的新能源既能夠保證汽車的正常性能,又不對環境造成危害?這依舊是各國關注和研究的焦點。新能源汽車的未來發展前景是廣闊的,但始終要依靠科學技術的發展進步。

【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 關鍵字:石油短缺環境污染氣候變暖挑戰新能源汽車開發應用發展前景科學技術

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

一、前言

世界上第一輛電動汽車誕生于1881年,比燃油汽車還要早5年,但是當時電動汽車的續駛里程太短,充電時間太長,同時內燃機技術趨于完善,一次加油能持續行駛400~500km,燃油價格便宜,因此電動汽車逐漸被燃油汽車淘汰了。汽車的發展極大地改變了人們的生活方式,提高了人們的生活質量,同時汽車工業的發展給人們造就了大量的就業機會,帶來了財富,促進了經濟的發展,汽車技術的進步也極大地促進了機械、電子、化工等相關科學技術的進步。然而汽車的發展在給人類帶來巨大利益 的同時也在面對能源、環境與氣候問題的挑戰。為此,世界各國的政府、學術界和工業界都將目光投向了環保與節能的新能源汽車,并且都在加大對新能源汽車開發的投入力度,加速新能源汽車的商品化步伐。

二、基本概念 2.1新能源汽車的定義

英文名稱:New energy vehicles,我國2009年7月1日正式實施了《新能源汽車生產企業及產品準入管理規則》,此規則強調說明:新能源汽車是指采用非常規的車用燃料作為動力來源(或使用常規的車

用燃料、但采用新型車載動力裝置,綜合車輛的動力控制和驅動方面的先進技術,形成的技術原理先進、具有新技術、新結構的汽車。

2.2 新能源汽車的類型

新能源汽車包括的范圍較廣,一般可分為電動汽車、氣體燃料汽車、生物燃料汽車和氫燃料汽車等。

2.2.1 電動汽車

電動汽車包括純電動汽車、混合動力電動汽車和燃料電池電動汽車。純電動汽車是以電池為儲能單元,以電動機為驅動系統的汽車。混合動力電動汽車是指同時裝備兩種動力源——熱動力源(由傳統的汽油機或者柴油機產生與電動力源(電池與電動機的汽車;燃料電池電動汽車是指采用燃料電池作為電源的電動汽車。

2.2.2 氣體燃料汽車

氣體燃料汽車是指利用可燃氣體作為能源驅動的汽車。一般有三種,即專用氣體燃料汽車、兩用燃料汽車和雙燃料汽車。

2.2.3 生物燃料汽車

燃用生物燃料的燃油的汽車稱為生物燃料汽車,與傳統汽車相比,生物燃料汽車結構上無重大改動,但排放總體上較低,如乙醇燃料汽車和生物柴油汽車等。

2.2.4 氫燃料汽車

氫燃料汽車是指以氫為主要能量驅動的汽車。一般汽車使用汽油或柴油作為內燃機的燃料,而氫燃料汽車則使用氣體氫作為內燃機的燃料。氫內燃機在汽車上的應用方式有三種:純氫內燃機,氫/汽油兩用染料內燃機,氫-汽油雙燃料內燃機。

三、各國新能源汽車發展狀況 3.1 美國

發展電動汽車等各種新能源車,對于汽車大國來說,早在150年前就再是新話題。美國人托馬斯*達文波特1834年就制造出第一輛直流電機驅動的電動汽車并獲專利。在早期的美國汽車消費市場上,電動汽車還曾與蒸汽車和內燃機車三分天下。但隨著美國德克薩斯州石油的開發和內燃機技術的大大提高,電動汽車漸失優勢,從此停滯了大半個世紀。如今,是因為資源緊缺、大氣污染嚴重,以電動汽車為中心的新能源汽車才備受關注。

當前國際上車用替代燃料發展主要是乙醇和生物柴油等非化石類燃料,美國一直致力于提高乙醇及生物柴油等可再生資源的使用量。驅動混合動力電動汽車行駛的電池組技術是需要突破的關鍵。奧巴馬在考察位于加利福尼亞一家電動汽車測試中心時宣布,美國能源部將設立20億美元的政府資助項目,用以扶持新一代電動汽車所需的電池組及其部件的研發。為此,道氏化學,韓國LG等四家電池制造商宣布了在密歇根州的投資計劃,總額達17億美元,他們也相應得到了總額5.4億美元的稅收優惠。這一攬子計劃形成了美國新能源汽車產業化和市場化的第一推動力。

3.2 日本

日本新能源汽車的產業化成果在全球范圍內是最好的。在新能源汽車方面,日本主要走混合動力電動汽車的技術路線。日本在混合動力電動汽車技術領域,領先

世界。以豐田普銳斯為代表的日本混合動力電動汽車,在世界低污染汽車開發銷售領域已經占據了領頭地位。

除豐田外,其他幾家日本汽車企業也在開發新一代的能源動力汽車,如本田的Insight IMG混合動力汽車、日產Leaf和三菱i-MiEV 純電動汽車等。日本政府在2009年6月啟動了“新一代汽車”,實際值的是環保汽車,包括混合動力電動汽車、純電動汽車、燃料電動汽車等。該計劃力爭到2050年,使環保汽車占據汽車市場總量的一半左右,為了實現這一目標,日本政府通過援建電動汽車基礎設施、減銳和發放補貼等促進環保汽車發展。

3.3 中國

國內新能源汽車產業始于21世紀初。2001年,新能源汽車研究項目被列入國家“十五”期間的“836”重大科技課題,并規劃了以汽油車為起點,向氫動力車目標挺進的戰略。“十一五”以來,我國提出了“節能和新能源汽車”戰略,政府高度關注新能源汽車的研發和產業化。

國產新能源汽車如雨后春筍,紛紛嶄露頭角,如長安的CV9杰勛混合動力版,奇瑞的A5、東方之子燃料電池動力汽車,海馬的H12電動汽車、華浦海域甲醇動力轎車和海尚油電混合動力汽車,力帆的520混合動力汽車等。

國務院國資委推動有關中央企業成立“中央企業電動汽車聯盟”,旨在有效發揮中央企業在我國經濟結構調整,產業轉型中的帶頭和引領作用,形成合力加快推動我國電動汽車產業的發展,以聯盟的方式,促進企業間的合作與協同發展,快速、有效地突破電動汽車產業核心技術,盡快形成規模化發展態勢。

四、新能源汽車存在的問題 4.1充電難

目前,可采用的充電方式有三種:一是充電站,二是可在城市小區和停車位普遍設立的刷卡式充電樁,三是任意民用電插座。民用電插座不僅涉及電費計費問題,而且

充電時間長,不可能成為主流充電方式。而在停車位設立刷卡式充電樁,幾乎所有的車輛都在下班后的同一時間充電,一旦電動汽車的擁有量達到一定規模,就會產生諧波,對城市電網構成破壞性影響,電網將不堪此負。而充電站對車輛的服務,必須能在短時間內完成,盡管各國都在研究快速充電的方法,也進行了快速充電的成功試驗,但是,快速充電對電池的破壞作用是無法杜絕的,用犧牲電池壽命作為代價來完成快速充電是不劃算的!4.2快速裝卸電池難

純電動汽車通常采用能量密度很高、安全性很好的磷酸鐵鋰電池,在目前的技術條件下,還沒有性能和價格上更優越的電池材料可取代磷酸鐵鋰,指望發明新的電池材料在成本不顯著增加的前提下進一步提高能量密度,在短期內是沒有希望的。在此前提下,可續駛150公里以上的純電動小汽車,其電池箱的重量將達到200公斤以上。為了配重合理,不能將電池箱安裝在車輛的前、尾兩端,只能安裝在車輛中部乘員座椅的下方,這就為快速更換電池出了難題。有三種可選擇的方案:①如果從上往下裝入電池,則需要乘員離開座位,并將座位掀開,十分不方便。②如果從下往上裝入電池箱,就必須設計出十分牢固的固定系統,才能防止車輛在高速行駛和劇烈顛簸中電池箱的松

動,而在一般情況下,電池箱牢固的安裝和快速更換相沖突,二者只能取其一,很難找到兩全的解決辦法。③從側面裝入電池箱,雖然可以使牢固性和快速裝卸同時實現,但需要將車身覆蓋件和車架的模具全部更新,甚至生產線也需要進行傷筋動骨的大調整,沒有幾億元的投資是出不了樣車的,而樣車并不見得可以定型。無論是雞生蛋,還是蛋生雞,都存在著難產問題。因此,快速裝卸電池雖然只是一個常規性的技術問題,解決起來卻也有相當的難度。這就是世界上至今沒有一輛可快速更換電池的純電動汽車問世的原因。

4.3電池維護難

為可更換電池的電動汽車服務,充電站的主要功能并不僅是為車輛補充能源,還要進行電池維護,這是國外車電分離方案提出者根本沒有考慮的問題。加入這個功

能,充電站的商業性質就發生了革命性的改變,它所能提供的服務包括了電池的壽命保證,問題是誰有這個金鋼鉆?誰能為用戶提供電池壽命千次以上的質量保證?這是一個關系到這種商業模式成敗的大問題。因此,電池維護技術就成了電動汽車車電分離技術路線最關鍵的核心技術。

4.4充電成本高

假定電池維護技術已經成熟,可以保證電池1000次以上的循環壽命,在包括電池折舊的總成本中,最大的部分電池折舊成本就能降到合理水平,每行駛100公里為20元左右。而充電時所消耗的電費基本上是個常數,對五座電動小汽車而言,每行駛100公里所消耗的電費為7-10元,是一個很低的數字。剩下的就是充電站工程和設備折舊以及管理費用、財務費用了。按照國外的設計和我國在奧運期間

建的充電站,每個充電站的投資高達上億元,使每次充電的折舊費高到毫無商業競爭力的程度。因此,必須設計出花錢少、效率高的廉價充電站,只有這樣,才能讓充電總成本明顯低于燃油費用,使電動汽車具有對燃油汽車的競爭優勢,才能實現電動汽車的商業化。

4.5充電運營商的重擔

在快速更換電池的商業模式中,車主買到的是不含電池的裸車,充電站為車主提供電池租賃服務,在通常情況下,為100輛車提供服務,需要有2倍的電池用于周轉,充電運營商作為電池租賃方本身將擁有全部電池的所有權,這就是充電運營商一身擔起三個重擔:電池租賃、充電服務、電池維護。誰能承擔這個角色?汽車制造商不可能將電池的責任都攬到自己身上,電池生產廠商雖然可以承擔這個角色,但在商業化運行中,只有充電運營商專業化獨立運作,才能培育出高效率的團隊和商業品牌,充電運營商自成一家不可避免。目前,國家電網公司已經高調宣布,要大舉進軍電動汽車充電站,規劃在全國大中城市建立電動汽車充電站網絡。但是,此充電站非彼充電站,國家電網的充電站沒有考慮快速更換電池,更沒有考慮電池維護,而是采用在占地面積很大的充電站中設立很多的充電樁,讓車輛自助式臥充。這種方式必須以電池盲充1000次不損壞為前提,而這樣的電池根本沒有。因此,可以肯定,這種充電站除了

作為形象工程外將毫無用處。如果國家電網不改變設計,它不可能成為電動汽車領域里的成功者。但問題又來了,沒有可更換電池的車輛,怎么會有充電運營商?而沒有充電運營商的參與誰敢造可更換電池的車?

五、新能源汽車的發展趨勢 5.1 突破電池技術是關鍵 作為動力源，現在還沒有任何一種電池能與石油相提并論，動力電池 已成為限制電動汽車發展的瓶頸。因此，研究和開發環境友好、成本 低廉、性能優良的動力電池，是大量推廣使用電動汽車的前提。5.2 驅動電機呈多樣化發展 美國傾向于采用交流感應電機，其主要優點是結構簡單、可靠，質量較小，但控制技術較復雜。日本采用永磁無刷直流電機，優點是 效率高、起動轉矩大、質量較小，但成本高，且有高溫退磁、抗震性 較差等缺點。德國、英國等大力開發開關磁阻電機，優點是結構簡單、可靠，成本低，缺點是質量較大，易于產生噪音。5.3 由于受續駛里程的影響，純電動汽車向超微型發展 這種汽車降低了對動力性和續駛里程的要求，充電過程比較簡單，車速不高，較適于室內或社區小范圍內使用。5.4 混合動力汽車是內燃機汽車和純電動汽車之間的過渡產品 混合動力汽車既充分發揮了現有內燃機技術優勢，又盡可能發揮 電機驅動無污染的優勢。發展混合動力汽車有兩條技術路線值得重視： 一是轎車混合動力模塊化；二是城市客車混合動力系統的平臺化。5.5 燃料電池汽車成為競爭的焦點 燃料電池汽車在成本和整體性能上，特別是續駛里程和補充燃料 時間上明顯優于其他電動汽車，并且燃料電池所用的燃料來源廣泛，又可再生，并可實現無污染、零排放等環保標準。5.6 開發新一代車用能源動力系統，發展新能源汽車 重點發展各種液體代用燃料發動機及其混合動力汽車，并逐步過 章莎莎頁 11 南京理工大學經濟管理學院 1007810226 渡到發展采用生物燃料的混合動力汽車和可充電的混合動力汽車； 進 一步發展以天然氣為主體的氣體燃料基礎設施，分步建設長期可持續 利用的氣體燃料供應網絡；以天然氣發動機為基礎，發展各種燃氣動 力；大力推進動力電池的技術，尤其是天然氣/氫氣內燃機及其混合 動力；發展新一代燃料電池發動機及其混合動力；大力推進動力電池 的技術進步。

六、總結 面對石油短缺、環境污染、氣候變暖等問題的出現，新能源汽車 是汽車工業發展的必然趨勢。近年來，在全球

化的發展局勢之下，各 國更加注重互利共贏； 保護環境、合理充分的運用資源是各國的責任； 但這還不夠，我們還必須開發新能源，尋求其他途徑來生存，因為石 油總有消耗殆盡的時候。于是，新能源汽車在各國如火如荼的發展了 起來，盡管面對種種技術困境，但還是阻擋不住發展的大潮流。參考文獻 [1]催勝民,韓家軍.新能源汽車概論[M].北京：北京大學出版社 2011 [2]歐陽惠芳.關于節能與新能源汽車發展的建議[J].時代汽車, 2011 年 09 期 [3]呂可珂.新能源汽車[J].中國發明與專利, 2011 年 06 期 [4]崔大山.新能源汽車的未來機會[J].時代汽車, 2011 年 09 期 [5]王文偉,畢榮華.電動汽車技術基礎[M].北京：機械工業出版社, 2010 [6]MehrdadEhsani,YiminGao,AliEmadi.現代電動汽車、混合動力電動汽車和燃料電池車—— 基本原理、理論和設計[M].北京：機械工業出版社,2010 [7]Seth Leitman.插電式混合動力電動汽車開發基礎[M].北京：機械工業出版社,2010 [8]王剛,周榮,喬維高.電動汽車充電技術研究[J].農業裝備與車輛工程, 2008 南京理工大學經濟管理學院 1007810226 章莎莎頁 12

第五篇：南海爭端論文及心得

《中國近現代史綱要》實踐課程作業小組心得（字數不限：即把本次在實踐活動過程中小組成員有哪些心得體會寫下來，包括學到哪些知識以及還存在的一些問題）：

本次實踐活動大家分工明確，各司其職，整個過程有序不混亂，較好地完成了實踐任務。

近年來，南海爭端逐步國際化，南海海域被分割，資源被掠奪，我國在南海的合法權益遭破壞。在大國插手干預與群國集體發難的同時南海問題產生矛盾頻率和爆發沖突的概率越來越大，昭示著南海問題有不斷升級的趨勢。

一、南海最新局勢

近來，南海問題不斷升級，先是中國漁船在南沙群島及其附近海域正常作業時，遭到越 南武裝艦船的非法驅趕，引發中越兩國的外交抗議和相互指責。隨后，越南不僅通過實彈演習、頒發最新征兵令等挑釁行為來顯示“主權存在”，而且在河內連續爆發數次反華示威游 行。美聯社就此評論稱，越南此舉的目的顯然是為了“回應”中國，因為中國此前要求越南 停止在該海域的所有石油勘探活動。緊接著，菲律賓方面計劃將南海更名為“西菲律賓海”，并宣布出動海軍拆除了中國在南海部分島礁上“非法設置的標識”。中國則通過派遣海巡穿越南海赴新加坡訪問等動作以示回應。與此同時，美國與西太平洋相關國家進行了一系列聯合軍事演習，進一步加劇了南海地區的緊張局勢。新一輪南海爭端的原因

1、越南和菲律賓的內部考量。

2011年，越南菲律賓經濟形勢惡化，政治上建樹無多，老百姓不滿情緒上升，各國有著通過打民族主義牌轉移內部矛盾的盤算。

2、美國重返亞洲的戰略效應。

自新世紀以來，亞太地區日益成為全球經濟增長的重要引擎，同時，匯聚領土爭端、地緣博弈與安全問題。美國為了確保其在經濟和安全上的主導權，從去年開始高調回歸亞洲，不僅加大對這一地區的經濟投資力度，而且更加強調在軍事和安全上的積極介入，煽風點火。

3、中國國家能力的顯著增強。

中國經過長期持續的經濟高速增長，已經積累起了相當的實力。對此，周邊國家有一種時不我待的緊迫感，欲以既成事實來逼迫中國就范，從而使得本已緊張的南海局勢出現了進一步的惡化。

二、中國南海及南海諸島問題的原因分析

1經濟因素分析越南、菲律賓等國為什么在70年代突然提出主權要求？ 70年代南海發現了石油資源。南沙海域內，已探明含油氣盆地6個，面積約為27萬平方公里，石油含量約為230億桶，被稱為“第二個波斯灣”。這些國家乘著當時我國正處于文革之機，搶占島嶼南海爭端的焦點在于石油，石油是大國經濟的命脈。開發石油最多的越南和菲律賓在巨大的利益面前，都不愿意把吞下去的吐出來。例如：越南曾公布了海洋戰略藍圖，提出2020年要把目前海洋經濟產值從占國內生產總值的47-48%增加到53-55%，海洋經濟的出口額要達到全國出口額的55-60%，離開了南海，這一目標根本無法實現

2南海爭端的歷史因素

二十世紀，日本和法國人曾來這里進行經濟開發和殖民活動。當時，中國政府提出了交涉。1951年，美國主持草擬、制定《舊金山對日和約》，明確規定日本放棄其對西沙和南沙兩群島的“權利、權利根據與要求”，卻沒有明確兩者的主權歸屬，也沒有明確中國收回主權。使中國在南海問題中陷入被動。法國、日本對南沙群島的侵略也是導致后來南海爭端的一個“歷史因素”。

3爭奪南海資源與航運安全加速了南海的爭端

隨著經濟全球化的不斷深入，南海和南沙群島的戰略地位日益顯現出來，許多國家覬覦南石油資源是南海爭端激化的主要原因。越菲馬等國也正是看中了南海豐富的油氣和漁業資源，近年來不斷強調對南沙群島擁有全部主權或部分主權，并依靠南海油氣資源獲得的巨額不斷擴充軍備，加快在南海未來戰場上的建設步伐。美日等國家插手南海問題也是因為越南、菲律賓等國在南海上開采的油田大多是西方大型石油公司投資的，南海問題關乎西方國家的利益。同時，南海是多個國家的“海上生命線”。它是世界上第二大海上航道，僅次于歐洲的地中海，全世界一半以上的大型油輪及貨輪均航行經過此水域，每年來來往往的大小船舶總計在4萬艘以上。但南海地區是我國重要的貿易通道。中國有外貿量的87％是通過水路進行的，其中很大一部分是通過南海地區的。中國有大量的能源進口需要經過南海海域。中國要保證經濟安全必須具備保護自己運輸通道的能力、獲得能源的能力和中國開發自己海洋國土的能力。

4國際海洋法因素

1982年制定的《聯合國海洋法公約》規定，沿海國對200海里專屬經濟區享有主權權利，并規定專屬經濟區是指從測算領海基線量起200 海里。但在確定“專屬經濟區”界域時，卻忽視了對專屬經濟區和大陸架進行明確的界定。如此，專屬經濟區和大陸架就可以存在多條分界線，這為那些專屬經濟區重疊的國家產生沖突埋下了隱患。據此，在本國利益的驅動下，南海周邊國家大多采用有利于本國利益的解釋方式，提出非法的主權要求。

5中國在南海的治權長期無法落實

二戰后，當時的國民政府收回了南沙群島的主權，但是，國共內戰到國民黨敗退臺灣后，大陸和臺灣都缺乏全面駐守南沙群島的實力。到目前為止，我們雖然有足夠的實力保衛南海，但我國大陸占領的島嶼面積小，無法大量駐軍和修建足以保衛南海的軍事基地，即使我們能夠通過武力奪取被其他國家占領的島嶼，在沒有強大遠洋海軍支持的情況下，南沙群島也很難長期堅守。

解決：

隨著時間的推延，隨著國際形勢的變幻，當今我國在南諸島的主權被侵問題，已變得越來越復雜，這就更加需要全國人民的高度重視，更加需要國家領導人的智慧和魄力。南海問題最終以什么方式解決？這并不完全取決于我們。和平解決是我們的希望，應該力爭；戰爭解決并不是我們的本愿，但必須要有準備。為了解決這個難題，我們先得扎實地做好以下幾件大事：

1戰略大局與具體利益的平衡。

正是中國避免南海問題升級的戰略初衷給周邊國家以錯誤暗示，加劇了南海地區的緊張局勢。因此，中國需要在保持和平發展戰略方向的同時更加主動、堅決地維護具體利益。一旦出現損害中國利益的行為，中國必須亮出可信的懲罰措施，而不僅僅是簡單的外交抗議。只有這樣才能杜絕周邊國家的機會主義心理，約束其不斷突破紅線的“違規行為”。

2做好“和”、“戰”兩手準備。

無論是“和”、是“戰”，中國都得辦好自己的事，作好兩手準備。這種準備應包含著物質的與精神的兩個方面：物質的，比較容易理解，這就是要繼續保持國內政治經濟的繁榮穩定，不斷地改善與增強我們的綜合實力；精神的，常為多數人所忽視，則是要進一步提高國人、特別是領導層內部建立在愛國主義凝聚力基礎上的團結一致，其實這是最為重要的。但是首先要以兩國關系大局為重，從戰略和全局高度出發，在“長期穩定、面向未來、睦鄰友好、全面合作”方針和“好鄰居、好朋友、好同志、好伙伴”精神指引下，堅持通過友好協商，妥善處理和解決海上問題，使南海成為和平、友好、合作之海，為發展中越全面戰略合作伙伴關系、維護地區和平與穩定做出貢獻。

3內部政治的協調與平衡。

隨著現代化進程的不斷推進，中國社會利益多元化導致了政治過程的日益復雜，越來越多的主體開始積極發言，影響著決策過程。在南海問題上，中央政府主張有關各方在南海問題上采取克制、冷靜和建設性的態度，但地方政府、利益集團和社會輿論卻希望采取更加強硬的立場，要求保護南海領土完整、加快油氣資源開采。如何保持內部政治的平衡正在成為中國外交新的挑戰。

4雙邊談判與多邊戰略的平衡。

長期以來，中國在南海問題上堅持通過雙邊談判來解決與有關國家之間的分歧。然而，這一策略進展并不順利。在雙邊問題多邊化、地區問題國際化的現實下，中國不得不探尋更具建設性的多邊戰略，可通過多邊磋商的方式將相關共識制度化，成為有關各方具有約束力的行為準則，并以此為基礎構建互利共贏的地區秩序。對于國際勢力，中國應該持開放態度，歡迎共同維護南海地區穩定的舉措，但對于其煽風點火的行為則需要堅決反對、毫不妥協。

5解決南海問題與經營周邊地區的平衡。

近年來，中國與東盟各國之間的關系得到了全面的改善，已經建立起難以動搖的利益共同體格局。因此，我們不宜將南海問題的嚴重性過于放大，從而使其成為自我證實的預言。中國可以在承認各方既得利益的前提下，建立一個油氣資源共享的南海能源共同體，并根據投入多少確立合理的利益分配比例。為了保持其正常運轉，應對可能的不確定性威脅，建立起某種形式的多邊安全合作也成為順理成章的事情。只有建立起持續的共同開發格局，讓各國都從中受益才能真正做到擱置爭議，并將經濟層面的合作拓展至政治、安全領域。這也為突破中國與東盟經濟合作—軍事安全的二元對立困境提供啟示。

個人觀點：

南海問題不只是區域性問題，更是世界性問題。南海問題的和平解決不僅有利于區域和平，更有利于世界和平。我認為處于南海爭端的國家應摒棄前嫌，坐在談判桌上理性思考，本著和平友好原則，共達互識，正確解決南海爭端。只有這樣才能造福于各國百姓，使各國社會經濟更好發展。只有這樣才能避免不必要的傷害，使世界更加和平。

中華民族是愛好和平的民族，中國也是具有特別富有反抗外來侵略精神的國家。中華民族各族人民贊成各民族平等的聯合與交往，反對任何外來的侵略與壓迫。每遇國難當頭之際，總會有無數的志士仁人，懷著“天下興亡，匹夫有責”的崇高信念，“以天下為己任”，挺身而出，不惜犧牲個人的一切，以挽救祖國的危亡。

論文寫作心得：

論文常用來指進行各個學術領域的研究和描述學術研究成果的文章，簡稱之為論文。它既是探討問題進行學術研究的一種手段，又是描述學術研究成果進行學術交流的一種工具。寫論文讓我學會了探究問題的方法，也讓我從探究問題中體會到了樂趣。在整個過程中，我查閱了大量的文獻和資料并進行相關的思考，讓我增長了不少的知識，也讓我學會多角度的看待分析問題。一路走來，論文改寫了好幾次：開始時是大綱內容冗雜重心不明確進行修改；之后是對內容上不必要的重復進行刪減；也曾因為重要詞匯措辭不當進行改進；還有因對概念理解錯誤各小節劃分缺乏邏輯進行的重新推敲每一次的批評與改進，都讓我對自己的選題有進一步的思考與理解。就這樣，我的寫作思路由渾濁變得清晰，內容由空泛變得充實，語言由粗糙變得相對精煉，格式由業余變得規范。通過這次畢業論文的寫作，我不但加強了對南海爭端問題更深入的理解，還學會了檢索信息，收集材料，電腦排版，論文格式等多方面知識。本次論文的寫作，讓我增長了知識和技能，也讓我明白，不論做什么事情都必須抱著務實謹慎不怕困難的態度，精益求精。當然，在本次的寫作過程中，也讓我感受到了自己作為本科生在知識與實踐經驗上的匱乏。所以我決不能停止學習的步伐，在將來的學習與生活中，依然要抱著學海無涯的求知態度不斷完善與提升自己。

南海爭端經常在新聞網絡上看見，但從未真正想過其中更深層次的問題。這次的探究，讓我了解到了南海問題涉及到的國家，涉及到的歷史，涉及到的政治網絡等等一系列前所未聞的新視界。也讓我看到了中國在國際上的重要地位，以及中國歷史在南海方面的輝煌。

人生就是在不斷學習不斷探究中成長的，我相信這一次關于南海問題的探究以及論文的創作會對我的人生給予極大的幫助。