基于能量理论的手绳打结研究

作者：张冬冬，董一嘉，黄松檀，等 日期：2018-08-30/span> 浏览：2511 查看PDF文档

                                                                                    基于能量理论的手绳打结研究
                                                              张冬冬1，董一嘉1，黄松檀2，吕俊杰3，杨惠杰，应富强2
（1.浙江机电职业技术学院 机械技术系，浙江 杭州 310053；2.浙江工业大学 机械工程学院，浙江 杭州 310014；3.中国联合工程有限公司 装备工程公司，浙江 杭州 310052）

摘要：针对手绳人工打结劳动强度大、效率低以及现有机械打结成结率低的问题，研究了打结过程中手绳各阶段最小能量状态，分别将悬挂待打结、绕绳圈（170°～400°）及移动成结过程中的手绳作为研究对象，结合微分理论，建立了手绳数学模型。利用弧长公式和变分法，反证出了手绳在悬链线状态下势能最小；通过平面曲线理论、弯曲和扭转能量理论，分析了用于打结绳段的弯曲能量和扭转能量，得出了绳圈越趋于规则圆弯曲能量越小以及绳自身扭转数越少扭转能量越小、手绳越稳定的结论；通过上述的能量分析，确定了绕轴旋转打结的缠绕方式，进行了打结试验以及鲁棒性试验。研究结果表明:直径在2.8 mm到5.3 mm之间的拎手绳打结成功率达90%。

关键词：手绳数学模型；弯曲能量；扭转能量；打结实验

中图分类号：TH69；TH113.2+2                         文献标志码：A                        文章编号：1001-4551(2018)08-0811-07

本文引用格式：
张冬冬，黄一嘉，董松檀，等.基于能量理论的手绳打结研究［J］.机电工程，2018，35(8)：811-817.
ZHANG Dongdong, DONG Yijia, HUANG Songtan, et al. Research on hand rope knot based on energy theory［J］.Journal of Mechanical & Electrical Engineering, 2018,35(8):811-817.
《机电工程》杂志：http://www.meem.com.cn