本文關(guān)鍵詞：面向汽車(chē)柔性裝配的并聯(lián)機(jī)構(gòu)性能優(yōu)化與可靠性研究

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【摘要】：本論文面向汽車(chē)自動(dòng)化裝配制造領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用需求,將具有位姿能力的少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)應(yīng)用于白車(chē)身柔性裝配輸送定位裝備的研發(fā),提出了基于3-PUU型三平動(dòng)自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的柔性輸送定位單元,對(duì)該并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析、多目標(biāo)尺度綜合和性能評(píng)價(jià)研究,同時(shí)考慮不確定因素的影響,對(duì)該并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了可靠性和穩(wěn)健性分析,為研發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的汽車(chē)柔性制造裝備奠定理論與技術(shù)基礎(chǔ)。主要內(nèi)容包括:(1)依據(jù)白車(chē)身柔性裝配的任務(wù)需求特性,對(duì)白車(chē)身輸送定位機(jī)構(gòu)及整體系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì),提出基于3-PUU型三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的四點(diǎn)支撐白車(chē)身輸送定位整體布局方案構(gòu)建由4個(gè)并聯(lián)機(jī)器人模塊組成的六自由度柔性輸送定位平臺(tái)。(2)對(duì)3-PUU型三自由度并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,基于矢量法和坐標(biāo)變換理論建立該型并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解模型,,利用速度影響系數(shù)法推導(dǎo)出機(jī)構(gòu)的速度雅可比矩陣,建立機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型�？紤]3-PUU型并聯(lián)機(jī)構(gòu)的服役環(huán)境與功能需求,建立了工作空間、運(yùn)動(dòng)靈巧性、剛度、承載能力和精度等性能評(píng)價(jià)指標(biāo)。(3)開(kāi)展并聯(lián)機(jī)構(gòu)的工作性能多目標(biāo)優(yōu)化研究,建立了該機(jī)構(gòu)的多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型,基于Isight-PE的全局多目標(biāo)梯度混合算法,對(duì)設(shè)計(jì)空間進(jìn)行Pareto搜索,最后從Pareto解集中選取機(jī)構(gòu)的最優(yōu)Pareto解。在建立機(jī)構(gòu)局部性能指標(biāo)和全局性能指標(biāo)的基礎(chǔ)上,本文提出最優(yōu)工作區(qū)域的概念,根據(jù)局部性能指標(biāo)的范圍及全域性能指標(biāo)的取值,定義約束條件,在工作空間中篩選出滿(mǎn)足約束條件的位姿集合點(diǎn),建立了該機(jī)構(gòu)靈巧度、剛度、承載能力、精度的最優(yōu)工作區(qū)域。(4)并聯(lián)機(jī)構(gòu)的可靠性穩(wěn)健性分析。綜合考慮了機(jī)構(gòu)的桿長(zhǎng)誤差、驅(qū)動(dòng)副誤差、鉸點(diǎn)誤差等,建立了基于運(yùn)動(dòng)精度的可靠性模型和穩(wěn)健性模型,考慮機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的不確定性因素,對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了可靠性穩(wěn)健性分析。(5)基于Recur Dyn的虛擬樣機(jī)設(shè)計(jì)。結(jié)合工程實(shí)際,把在Solid Works中建好的柔性系統(tǒng)的三維模型導(dǎo)入到Recur Dyn仿真軟件中,對(duì)虛擬樣機(jī)仿真模型添加約束、運(yùn)動(dòng)副以及接觸,結(jié)合工程實(shí)際需求對(duì)其進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析。面向汽車(chē)制造業(yè)的發(fā)展與并聯(lián)機(jī)器人的創(chuàng)新應(yīng)用,本文提出的基于3-PUU并聯(lián)機(jī)構(gòu)的白車(chē)身柔性裝配輸送定位系統(tǒng)具有較好的創(chuàng)新性,同時(shí)具有較強(qiáng)的科學(xué)研究意義與工程實(shí)用價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：3-PUU型并聯(lián)機(jī)構(gòu) 白車(chē)身 性能指標(biāo) 多目標(biāo)優(yōu)化 可靠性分析 穩(wěn)健性分析
【學(xué)位授予單位】：河北工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：U468.2
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-13
• 第1章 緒論13-26
• 1.1 選題背景及意義13-14
• 1.2 白車(chē)身柔性輸送定位系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案14-16
• 1.3 國(guó)內(nèi)外車(chē)身柔性裝配系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀16-19
• 1.4 并聯(lián)機(jī)構(gòu)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀綜述19-23
• 1.4.1 并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析19
• 1.4.2 并聯(lián)機(jī)構(gòu)性能評(píng)價(jià)體系19-22
• 1.4.3 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的尺度綜合22
• 1.4.4 并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)精度可靠性和田.穩(wěn)健性分析22-23
• 1.5 本文主要的研究?jī)?nèi)容23-25
• 1.6 本章小結(jié)25-26
• 第2章 3-PUU并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析26-30
• 2.1 引言26
• 2.2 3-PUU并聯(lián)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析26-28
• 2.2.1 3-PUU型并聯(lián)機(jī)構(gòu)模型概述26-27
• 2.2.2 3-PUU并聯(lián)機(jī)構(gòu)自由度分析27-28
• 2.3 3-PUU并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型28-29
• 2.3.1 3-PUU并聯(lián)機(jī)構(gòu)位置逆解建模28-29
• 2.3.2 3-PUU并聯(lián)機(jī)構(gòu)的雅可比矩陣29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 第3章 3-PUU并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)研究30-47
• 3.1 引言30
• 3.2 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的工作空間30-35
• 3.2.1 并聯(lián)機(jī)構(gòu)工作空間的主要影響因素30-32
• 3.2.2 工作空間的極限搜索法32-35
• 3.3 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的靈巧度35
• 3.4 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的剛度指標(biāo)35-36
• 3.5 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的承載能力36-38
• 3.6 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的精度38-41
• 3.6.1 并聯(lián)機(jī)構(gòu)的幾何誤差建模38-39
• 3.6.2 并聯(lián)機(jī)構(gòu)精度指標(biāo)的建立39-41
• 3.6.2.1 誤差方向敏感度39-40
• 3.6.2.2 綜合誤差敏感度40
• 3.6.2.3 絕對(duì)誤差敏感度40
• 3.6.2.4 誤差的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)40-41
• 3.7 應(yīng)用算例與性能分析41-46
• 3.7.1 工作空間分析41-42
• 3.7.2 運(yùn)動(dòng)靈巧度分析42-43
• 3.7.3 剛度分析43-44
• 3.7.4 承載能力分析44-45
• 3.7.5 精度分析45-46
• 3.8 本章小結(jié)46-47
• 第4章 3-PUU并聯(lián)機(jī)構(gòu)尺度綜合47-59
• 4.1 引言47
• 4.2 Pareto多目標(biāo)優(yōu)化理論47
• 4.3 多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型47-58
• 4.3.1 設(shè)計(jì)變量的選擇48
• 4.3.2 約束條件的選擇48-49
• 4.3.3 目標(biāo)函數(shù)的建立49
• 4.3.4 優(yōu)化求解方法的選擇49-50
• 4.3.5 優(yōu)化求解及結(jié)果分析50-54
• 4.3.6 3-PUU并聯(lián)機(jī)構(gòu)的最優(yōu)工作區(qū)域54-58
• 4.3.6.1 3-PUU并聯(lián)機(jī)構(gòu)的靈巧度最優(yōu)區(qū)域54-55
• 4.3.6.2 3-PUU并聯(lián)機(jī)構(gòu)的剛度最優(yōu)區(qū)域55-56
• 4.3.6.3 3-PUU并聯(lián)機(jī)構(gòu)的承載能力最優(yōu)區(qū)域56-57
• 4.3.6.4 3-PUU并聯(lián)機(jī)構(gòu)精度的最優(yōu)區(qū)域57-58
• 4.4 本章小結(jié)58-59
• 第5章 3-PUU并聯(lián)機(jī)構(gòu)可靠性穩(wěn)健性研究59-77
• 5.1 引言59
• 5.2 機(jī)構(gòu)可靠性指標(biāo)和可靠度59-60
• 5.3 靜態(tài)可靠度分析60-64
• 5.4 動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)可靠性分析64-65
• 5.5 穩(wěn)健性設(shè)計(jì)理論65-70
• 5.5.1 質(zhì)量損失函數(shù)66
• 5.5.2 穩(wěn)健性設(shè)計(jì)的基本目標(biāo)66-67
• 5.5.2.1 靜態(tài)特性評(píng)價(jià)指標(biāo)66
• 5.5.2.2 動(dòng)態(tài)特性評(píng)價(jià)指標(biāo)66-67
• 5.5.3 田口方法67-70
• 5.5.3.1 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)68-69
• 5.5.3.2 信噪比69-70
• 5.6 田.穩(wěn)健性算例分析70-76
• 5.7 本章小結(jié)76-77
• 第6章 柔性輸送定位系統(tǒng)的虛擬樣機(jī)研究77-86
• 6.1 引言77
• 6.2 柔性輸送系統(tǒng)的虛擬樣機(jī)仿真建模77-80
• 6.2.1 約束設(shè)置78-79
• 6.2.2 驅(qū)動(dòng)函數(shù)設(shè)置79-80
• 6.3 虛擬樣機(jī)的仿真實(shí)驗(yàn)80-85
• 6.3.1 運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解分析80-83
• 6.3.2 運(yùn)動(dòng)學(xué)正解分析83-85
• 6.4 本章小結(jié)85-86
• 第7章 全文總結(jié)與展望86-88
• 7.1 全文總結(jié)86-87
• 7.2 展望87-88
• 致謝88-89
• 參考文獻(xiàn)89-95
• 作者簡(jiǎn)介95-96
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和科研成果96-98

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前7條

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3 陳海真;鄒忠月;宋宏鵬;;基于靈巧度3-RCR并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化[J];機(jī)床與液壓;2012年05期

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7 鄒冀華;周萬(wàn)勇;韓先國(guó);;飛機(jī)裝配中基于3-RPS的并聯(lián)機(jī)構(gòu)法向調(diào)整算法[J];中國(guó)機(jī)械工程;2011年05期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 洪超;一種用于柔性定位器的三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)研究[D];南京航空航天大學(xué);2010年

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本文編號(hào)：999658