本文關(guān)鍵詞：基于剛度矩陣法的柔性機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)平臺(tái)開(kāi)發(fā)

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【摘要】：隨著生物工程、微機(jī)電系統(tǒng)及機(jī)器人等領(lǐng)域的快速發(fā)展,柔性機(jī)構(gòu)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,但由于缺少專業(yè)的設(shè)計(jì)工具,導(dǎo)致其在設(shè)計(jì)時(shí)工作量大,周期長(zhǎng),限制了其進(jìn)一步的發(fā)展與應(yīng)用。本文將偽剛體法和剛度矩陣法融入到柔性機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)中,以AutoCAD為支撐軟件,在Visual Studio 2010編程環(huán)境下,開(kāi)發(fā)了具備建模、分析、優(yōu)化功能的柔性機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)平臺(tái)。該平臺(tái)由構(gòu)件庫(kù)、單元模型、優(yōu)化設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)管理四個(gè)模塊組成,為柔性機(jī)構(gòu)產(chǎn)品的制作提供了全面、準(zhǔn)確的參考數(shù)據(jù)。本文主要工作為：首先,利用AutoCAD提供的和造型相關(guān)的API接口,編寫(xiě)程序,運(yùn)用參數(shù)化技術(shù),開(kāi)發(fā)出柔性機(jī)構(gòu)中常用構(gòu)件的模板庫(kù)。借助人機(jī)交互技術(shù),在建立柔性機(jī)構(gòu)偽剛體模型的同時(shí)提取構(gòu)件的位置信息,將圖形信息和位置信息存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中,該模塊屬于數(shù)據(jù)輸入階段,為剛度矩陣的計(jì)算作好準(zhǔn)備。其次,將柔性機(jī)構(gòu)的偽剛體模型離散化為多個(gè)構(gòu)件單元,采用面向?qū)ο笏枷?建立了對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)模型,將剛度矩陣和載荷列向量的生成,以及柔性機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程轉(zhuǎn)化為對(duì)數(shù)據(jù)模型的操作。該模塊屬于數(shù)據(jù)處理階段,是平臺(tái)的處理器。再次,建立了數(shù)據(jù)管理模塊,利用ADO.NET技術(shù)和AutoCAD提供的相關(guān)API接口,實(shí)現(xiàn)了AutoCAD應(yīng)用程序中的圖形信息和Access數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián),用以存儲(chǔ)、顯示和修改柔性機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中的重要數(shù)據(jù)。該模塊不僅為其他三個(gè)功能模塊服務(wù),管理不同階段產(chǎn)生的數(shù)據(jù),還存儲(chǔ)最后的計(jì)算結(jié)果,為柔性機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供參考數(shù)據(jù)。最后,利用所開(kāi)發(fā)的柔性機(jī)構(gòu)平臺(tái),以一種3-RRR平面微定位平臺(tái)為研究對(duì)象,對(duì)其進(jìn)行了性能分析,將性能分析結(jié)果與ANSYS靜態(tài)力學(xué)仿真結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比,驗(yàn)證了應(yīng)用程序的有效性,并以動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)空間為目標(biāo),對(duì)微定位平臺(tái)進(jìn)行了優(yōu)化,對(duì)微定位平臺(tái)的設(shè)計(jì)具有一定的參考意義。
【關(guān)鍵詞】：柔性機(jī)構(gòu) 偽剛體法 剛度矩陣法 優(yōu)化設(shè)計(jì) 微定位平臺(tái)
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH122
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-18
• 1.1 課題背景及意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-17
• 1.2.1 柔性機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方法研究現(xiàn)狀10-15
• 1.2.2 CAD技術(shù)研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3 本文主要工作17-18
• 2 平臺(tái)需求分析與總體設(shè)計(jì)18-36
• 2.1 需求分析18-19
• 2.2 計(jì)算模型建立19-29
• 2.2.1 剛度矩陣法概述19-20
• 2.2.2 偽剛體模型的剛度矩陣20-26
• 2.2.3 優(yōu)化模型建立26-29
• 2.3 關(guān)鍵技術(shù)29-33
• 2.3.1 開(kāi)發(fā)工具29-32
• 2.3.2 數(shù)據(jù)庫(kù)的選擇32
• 2.3.3 動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的建立32-33
• 2.4 平臺(tái)總體設(shè)計(jì)33-35
• 2.5 本章小結(jié)35-36
• 3 柔性機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)36-51
• 3.1 面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)36-37
• 3.2 參數(shù)化構(gòu)件庫(kù)模塊設(shè)計(jì)37-40
• 3.2.1 AutoCAD的對(duì)象模型37-38
• 3.2.2 建立參數(shù)化的構(gòu)件庫(kù)38-40
• 3.3 總剛度矩陣及載荷列向量模塊的設(shè)計(jì)40-44
• 3.3.1 面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型建立40-42
• 3.3.2 總剛度矩陣的自動(dòng)生成42-43
• 3.3.3 載荷列向量的自動(dòng)生成43-44
• 3.4 性能分析與優(yōu)化模塊設(shè)計(jì)44-47
• 3.4.1 面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型建立44-45
• 3.4.2 性能分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)模塊45-47
• 3.5 數(shù)據(jù)管理模塊設(shè)計(jì)47-50
• 3.5.1 數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)圖47-48
• 3.5.2 數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的建立48-50
• 3.6 本章小結(jié)50-51
• 4 基于柔性機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)平臺(tái)的微定位平臺(tái)優(yōu)化設(shè)計(jì)51-61
• 4.1 微定位平臺(tái)的性能分析51-56
• 4.2 微定位平臺(tái)的尺寸優(yōu)化56-59
• 4.3 本章小結(jié)59-61
• 結(jié)論61-62
• 參考文獻(xiàn)62-66
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況66-67
• 致謝67-68

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 于靖軍,畢樹(shù)生,宗光華,趙東;基于偽剛體模型法的全柔性機(jī)構(gòu)位置分析[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2002年02期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 衛(wèi)江紅;基于SolidWorks的連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析與仿真[D];大連理工大學(xué);2006年

2 陳秀;基于GA-ESO的變形柔性機(jī)構(gòu)綜合優(yōu)化方法及其應(yīng)用[D];西北工業(yè)大學(xué);2007年

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本文編號(hào)：682182