【摘要】：隨著現(xiàn)代工業(yè)水平的提升,機(jī)械系統(tǒng)朝著復(fù)雜化、高速化、超精度的方向發(fā)展,力放大技術(shù)已成為精密機(jī)械與精密儀器等領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)之一。增力機(jī)構(gòu)在機(jī)械工程中的應(yīng)用極其普遍,但是對(duì)于力放大機(jī)構(gòu)的分類、增力機(jī)構(gòu)構(gòu)型設(shè)計(jì)等問題仍有大量的工作有待去開展。本文以基本力放大單元為對(duì)象,研究了增力機(jī)構(gòu)的構(gòu)型綜合設(shè)計(jì)及其應(yīng)用,具體包含如下幾方面的工作:首先,根據(jù)具有增力效應(yīng)的基本機(jī)構(gòu)單元的共同特性,提出了基于長度效應(yīng)、角度效應(yīng)、面積效應(yīng)的基本力放大機(jī)構(gòu)分類方法。從工程實(shí)際出發(fā)對(duì)現(xiàn)有的增力機(jī)構(gòu)進(jìn)行歸類總結(jié),得到了三類效應(yīng)增力機(jī)構(gòu)所包含的11種基本力放大單元;對(duì)該11種力放大單元的特征及優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了對(duì)比分析,并給出了力增益系數(shù)表達(dá)式及力放大的適用條件。其次,進(jìn)行了串并混聯(lián)增力機(jī)構(gòu)拓?fù)錁?gòu)型的綜合設(shè)計(jì)。以長度效應(yīng)和角度效應(yīng)兩種形式的力放大單元為對(duì)象,研究由這兩類效應(yīng)所能組合得到的增力機(jī)構(gòu)類型。對(duì)其9種基本力放大單元進(jìn)行增力機(jī)構(gòu)的構(gòu)型組合創(chuàng)新設(shè)計(jì),得到二級(jí)串聯(lián)增力機(jī)構(gòu)類型,并給出了構(gòu)型簡(jiǎn)圖。研究了三級(jí)串聯(lián)增力機(jī)構(gòu)的構(gòu)成形式,得到三級(jí)串聯(lián)增力機(jī)構(gòu)類型,以長度-角度-長度三級(jí)串聯(lián)增力機(jī)構(gòu)為例,給出了構(gòu)型簡(jiǎn)圖。討論通過并聯(lián)組合創(chuàng)新設(shè)計(jì)得到增力機(jī)構(gòu)構(gòu)型的設(shè)計(jì)方法。對(duì)比分析了串并聯(lián)機(jī)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)和不足,利用力放大單元的串聯(lián)與并聯(lián)進(jìn)行組合創(chuàng)新設(shè)計(jì)得到混聯(lián)增力機(jī)構(gòu)的構(gòu)成方法。以2S1P混聯(lián)組合模式中的第(4)種拓?fù)漕愋蜑槔?研究了該類機(jī)構(gòu)的組成形式并給出了構(gòu)型簡(jiǎn)圖。最后,基于混聯(lián)增力機(jī)構(gòu)拓?fù)錁?gòu)型3S3P中的典型構(gòu)型實(shí)例,設(shè)計(jì)了一款可應(yīng)用于電子設(shè)備中的精密插針機(jī)構(gòu)。按照插針機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求,進(jìn)行了機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)和尺度設(shè)計(jì)�；谑噶糠谐隽藱C(jī)構(gòu)的閉合回路方程,通過Newton-Raphson法對(duì)三角函數(shù)超越方程組進(jìn)行數(shù)值求解,完成了機(jī)構(gòu)的位置分析。根據(jù)全微分理論,對(duì)機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過程中的位置誤差規(guī)律進(jìn)行了分析。通過靜力學(xué)分析得到了機(jī)構(gòu)的力增益變化曲線。完成了插針機(jī)構(gòu)整體模型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),并基于ABAQUS和ADAMS對(duì)機(jī)構(gòu)模型進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)仿真分析,進(jìn)而驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)插針機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的正確性。進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的研制與測(cè)試,整體上,樣機(jī)在空間尺度、工作性能、操作功能、機(jī)構(gòu)鎖止、定位精度等方面均滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)的要求。
【圖文】：

(a) 六自由度下肢增力型外骨骼 (b) Walsh 設(shè)計(jì)的外骨骼(c) BLEEX (d) HULC圖1.1 增力型外骨骼在機(jī)械臂應(yīng)用方面：楊益研究了串聯(lián)增力機(jī)構(gòu)的基本構(gòu)成形式，，提出了由基本構(gòu)件重新組合的方式得到用于工業(yè)機(jī)械臂中的增力機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，并創(chuàng)新設(shè)計(jì)出多種由氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械臂夾緊機(jī)構(gòu)，并對(duì)機(jī)械臂夾緊機(jī)構(gòu)的綜合性能進(jìn)行了系統(tǒng)分析[17]。

研究該機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)特性對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)性能的影響。整個(gè)機(jī)構(gòu)包含 ABCD 和DCE 兩個(gè)回路。圖4.4 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析對(duì)于 ABCD 回路，有AB BC CD AD 0，可以得到 1 2 3sin（ - ） sin sin 0AB BC CD AB BCL L L L L (4-4) 1 2 3cos（ - ） cos cos 0AB BC CD CDL L L L (4-5)對(duì)于 DCE 回路，有DC CE ED 0，可以得到 3 4sin（ ） sin（ - ） 0DC CEL L (4-6) 3 4cos（ ） cos（ - ） 0DC CEL L S (4-7)以上機(jī)構(gòu)回路所得的方程(4-4)、(4-5)、(4-6)、(4-7)中，ABL 為該部分機(jī)構(gòu)的等效主動(dòng)輸入桿件， ,BC CD CEL ，L L為各活動(dòng)桿桿長
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TH112

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 郝永平;董福祿;張嘉易;包麗雅;;基于MEMS機(jī)構(gòu)裝配的微夾持器研究[J];中國機(jī)械工程;2014年05期

2 高新新;郭旭紅;鐘康民;;氣動(dòng)機(jī)械復(fù)合傳動(dòng)雙工位沖壓機(jī)[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2013年10期

3 吳凌云;衛(wèi)瑞元;;齒輪-連桿三級(jí)放大手動(dòng)壓力機(jī)[J];機(jī)械制造;2013年02期

4 李團(tuán)結(jié);王堯;;空間可展開結(jié)構(gòu)拓?fù)渚C合方法研究[J];宇航學(xué)報(bào);2009年06期

5 楊益;鐘康民;;基于鉸桿-杠桿增力的兩種液壓夾具的技術(shù)性能對(duì)比[J];新技術(shù)新工藝;2008年03期

6 王明娣;司廣據(jù);鐘康民;蘇東寧;;無桿活塞氣壓缸驅(qū)動(dòng)的二次正交鉸桿增力壓力機(jī)[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2007年12期

7 李紅強(qiáng),錢志良,鐘康民;基于三級(jí)串聯(lián)力放大機(jī)構(gòu)的氣動(dòng)夾具設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J];制造技術(shù)與機(jī)床;2005年06期

8 羅奕,張建民,周鴻斌;PRS-XY混聯(lián)機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析[J];機(jī)械研究與應(yīng)用;2005年02期

9 孫賓,鐘康民;圓柱—鋼球增力機(jī)構(gòu)在液壓夾具中的應(yīng)用[J];組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù);2003年09期

10 朱煜,汪勁松,張華,張永忠;并聯(lián)機(jī)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的字符串描述及其應(yīng)用[J];中國機(jī)械工程;2003年12期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 潘大雷;混聯(lián)下肢外骨骼的步態(tài)規(guī)劃與控制研究[D];上海交通大學(xué);2015年

2 曹文熬;空間多環(huán)耦合機(jī)構(gòu)數(shù)字化構(gòu)型綜合理論[D];燕山大學(xué);2014年

3 白國超;基于基本單元的結(jié)構(gòu)功能型機(jī)構(gòu)的綜合[D];北京郵電大學(xué);2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 丁秋萍;新型氣壓常閉型鉗制器的設(shè)計(jì)與研究[D];華中科技大學(xué);2015年

2 周光瑞;桌式包邊專機(jī)的車身開啟件包邊技術(shù)[D];合肥工業(yè)大學(xué);2015年

3 楊俊;雙點(diǎn)伺服壓力機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及仿真分析[D];南京航空航天大學(xué);2015年

4 劉旭輝;車用自增力式磁流變液制動(dòng)器研究[D];清華大學(xué);2014年

5 耿爭(zhēng)言;Stewart平臺(tái)位姿誤差分析與標(biāo)定研究[D];西安電子科技大學(xué);2014年

6 王巖;可展開平面天線支撐機(jī)構(gòu)構(gòu)型綜合與設(shè)計(jì)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

7 楊益;基于串聯(lián)組合增力機(jī)構(gòu)的工業(yè)機(jī)械手可重構(gòu)氣動(dòng)夾持裝置[D];蘇州大學(xué);2010年

8 宋強(qiáng);增力機(jī)構(gòu)在機(jī)床夾具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[D];山東大學(xué);2007年

9 席川;基于無桿活塞缸的液壓—機(jī)械復(fù)合傳動(dòng)裝置研究[D];蘇州大學(xué);2007年

10 王維;夾具增力機(jī)構(gòu)的串聯(lián)組合與計(jì)算機(jī)輔助創(chuàng)新設(shè)計(jì)[D];蘇州大學(xué);2007年

本文編號(hào)：2660513