發(fā)布時間：2017-05-04 18:02

  本文關(guān)鍵詞：一種集成式類平面全柔性并聯(lián)微定位機構(gòu)設(shè)計與研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：微/納制造技術(shù)作為衡量一個國家在制造水平方面的重要標(biāo)志,已應(yīng)用于國防、工業(yè)控制、精密制造加工、電子制造、光學(xué)、信息、醫(yī)療、航空等各領(lǐng)域,在促使科技的進步、推進產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、帶動經(jīng)濟的增長以及保障國防安全等方面發(fā)揮著重要作用。微定位機構(gòu)作為核心部分,其設(shè)計水平直接反映了微/納制造技術(shù)的高低,因此如何設(shè)計具有剛度高、動態(tài)特性好以及實用性強的精密微定位機構(gòu)正逐漸引起各國專家和研究機構(gòu)的重視。目前大部分設(shè)計出的集成式全柔性并聯(lián)微定位機構(gòu)傳遞力、運動或能量是通過其部分或全部柔性桿件的彈性變形實現(xiàn)的,與傳統(tǒng)的柔性/全柔性并聯(lián)微定位機構(gòu)相比具有高精度、高剛度以及加工和裝配容易等特點,因此已得到許多專家和學(xué)者的重視和研究。然而集成式全柔性并聯(lián)微定位機構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸具有明顯的局限性,往往不能滿足微納精密加工與制造領(lǐng)域的全部需求。平面式全柔性并聯(lián)微定位機構(gòu)的研究和發(fā)展比較成熟,且以其體積小、質(zhì)量輕、機構(gòu)一體化以及實用性強等諸多優(yōu)勢廣泛應(yīng)用于精密定位、精密加工和精密操作系統(tǒng)中。因此為了達到精密定位/操作系統(tǒng)所要達到的微型化、輕型化、無間隙和多維化等高端加工與應(yīng)用要求,研究出科學(xué)、創(chuàng)新以及適用性強的設(shè)計方法及相關(guān)理論將兩種不同類型的機構(gòu)融合于一體中具有十分重要的意義。本文主要做了下面的研究工作:1.基于3-PRPR并聯(lián)定位機構(gòu),采用型綜合法為理論支撐,設(shè)計出相應(yīng)的全柔性、集成式全柔性以及集成式類平面全柔性并聯(lián)機構(gòu)3種構(gòu)型,然后應(yīng)用制圖軟件Solidworks創(chuàng)建這3個不同幾何結(jié)構(gòu)的機構(gòu)的立體模型;2.基于各類柔性鉸鏈的柔度矩陣,結(jié)合虛功原理,建立3個不同幾何結(jié)構(gòu)的全柔性并聯(lián)定位機構(gòu)的靜剛度理論模型。然后建立3個不同幾何結(jié)構(gòu)的機構(gòu)立體模型的有限元模型,獲得所需關(guān)鍵節(jié)點的微位移;最后采取理論建模與有限元仿真分析結(jié)果相結(jié)合的方式,得到3種機構(gòu)的整體剛度矩陣。3.創(chuàng)建3種不同幾何結(jié)構(gòu)的全柔性并聯(lián)微定位機構(gòu)的動力學(xué)方程及模型,并在此基礎(chǔ)上結(jié)合有限元軟件對他們的頻域、時域以及瞬態(tài)動力等動力學(xué)特性進行了研究。4.對3-PRPR集成式類平面全柔性并聯(lián)微定位機構(gòu)的實際運動軌跡進行模擬試驗仿真和實體試驗研究,綜合仿真結(jié)果與實際檢測結(jié)果的數(shù)據(jù),驗證了集成式類平面全柔性并聯(lián)微定位機構(gòu)設(shè)計的合理性。
【關(guān)鍵詞】：全柔性并聯(lián)機構(gòu) 集成式類平面 型綜合法 剛度 動態(tài)特性分析 運動軌跡
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH112
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第一章 緒論9-19
• 1.1 引言9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-16
• 1.2.1 柔性鉸鏈10-11
• 1.2.2 集成式全柔性并聯(lián)機構(gòu)11-12
• 1.2.3 全柔性機構(gòu)的設(shè)計方法12-16
• 1.3 課題的選題背景及研究意義16-17
• 1.4 主要內(nèi)容17-19
• 第二章 3-PRPR全柔性并聯(lián)定位機構(gòu)建模19-25
• 2.1 引言19
• 2.2 3-PRPR全柔性并聯(lián)定位機構(gòu)建模19-20
• 2.3 3-PRPR集成式全柔性并聯(lián)定位機構(gòu)建模20-22
• 2.3.1 PRPR型集成式全柔性并聯(lián)支鏈建模20-21
• 2.3.2 3-PRPR集成式全柔性并聯(lián)機構(gòu)建模21-22
• 2.4 3-PRPR集成式類平面全柔性并聯(lián)微定位機構(gòu)建模22-24
• 2.4.1 PRPR型集成式類平面全柔性并聯(lián)支鏈建模22-23
• 2.4.2 3-PRPR型集成式類平面全柔性并聯(lián)微定位機構(gòu)建模23-24
• 2.5 小結(jié)24-25
• 第三章 3-PRPR全柔性并聯(lián)定位機構(gòu)的剛度研究25-36
• 3.1 引言25
• 3.2 典型柔性運動副的剛度研究25-29
• 3.2.1 柔性轉(zhuǎn)動副剛度分析26-28
• 3.2.2 柔性移動副剛度分析28-29
• 3.3 3-PRPR全柔性并聯(lián)機構(gòu)靜剛度理論建模29-30
• 3.4 靜剛度的有限元仿真分析方法簡介30-32
• 3.5 靜剛度有限元仿真分析32-34
• 3.5.1 3-PRPR全柔性并聯(lián)機構(gòu)有限元模型及分析32-33
• 3.5.2 3-RPPR全柔性并聯(lián)機構(gòu)靜剛度分析33-34
• 3.6 小結(jié)34-36
• 第四章 基于ANSYS與Hyper Mesh聯(lián)合仿真的全柔性并聯(lián)機構(gòu)動態(tài)特性分析36-47
• 4.1 引言36
• 4.2 頻域分析36-40
• 4.2.1 頻域分析理論基礎(chǔ)37
• 4.2.2 基于有限元分析的頻域分析基本步驟37-38
• 4.2.3 無預(yù)應(yīng)力作用下全柔性并聯(lián)機構(gòu)頻域分析38-40
• 4.3 時域分析40-43
• 4.3.1 時域分析理論基礎(chǔ)40
• 4.3.2 基于有限元分析的時域分析基本步驟40-41
• 4.3.3 無預(yù)應(yīng)力下全柔性并聯(lián)機構(gòu)諧響應(yīng)分析41-43
• 4.4 瞬態(tài)動力學(xué)分析43-46
• 4.4.1 瞬態(tài)動力學(xué)分析理論基礎(chǔ)43-44
• 4.4.2 基于有限元分析的瞬態(tài)動力學(xué)分析基本步驟44-45
• 4.4.3 無預(yù)應(yīng)力下瞬態(tài)動力學(xué)分析45-46
• 4.5 小結(jié)46-47
• 第五章 實際運動軌跡研究47-55
• 5.1 引言47
• 5.2 模擬仿真實驗研究47-49
• 5.2.1 模擬仿真實驗建模47-48
• 5.2.2 控制器的設(shè)計48-49
• 5.2.3 模擬實驗仿真結(jié)果49
• 5.3 實體試驗測試研究49-53
• 5.3.1 實體試驗測試系統(tǒng)49-52
• 5.3.2 實體試驗過程52-53
• 5.4 實體試驗結(jié)果和分析53-54
• 5.5 本章小結(jié)54-55
• 第六章 結(jié)論與展望55-57
• 6.1 結(jié)論55
• 6.2 展望55-57
• 參考文獻57-61
• 致謝61-62
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果62-63

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本文編號：345512