【摘要】：隨著現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到各種復(fù)雜的裝配領(lǐng)域，，逐步降低了對(duì)人工技能和經(jīng)驗(yàn)的依賴(lài)程度，提高了生產(chǎn)效率和裝配質(zhì)量。 中國(guó)工程物理研究院的“特殊裝配裝置研究項(xiàng)目”就是解決薄壁異型零件的自動(dòng)裝配問(wèn)題。由于裝配時(shí)零件的姿態(tài)誤差較大，在主軸和末端執(zhí)行器之間需要設(shè)計(jì)一個(gè)手腕來(lái)精密調(diào)節(jié)零件的姿態(tài)，并要求調(diào)整機(jī)構(gòu)性能可靠、承載力大、體積小。本文作為項(xiàng)目中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，采用三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)調(diào)姿功能。并聯(lián)調(diào)姿機(jī)構(gòu)存在支撐約束和運(yùn)動(dòng)閉環(huán)，是復(fù)雜的多剛體系統(tǒng)，本文主要研究調(diào)姿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化，并對(duì)之進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析及仿真、動(dòng)力學(xué)分析及仿真，并建立了并聯(lián)調(diào)姿機(jī)構(gòu)虛擬樣機(jī)。 首先，論文系統(tǒng)總結(jié)了國(guó)內(nèi)外并聯(lián)機(jī)器人特別是并聯(lián)手腕機(jī)構(gòu)的發(fā)展和研究現(xiàn)狀，對(duì)用于并聯(lián)調(diào)姿機(jī)構(gòu)仿真的虛擬樣機(jī)技術(shù)的研究方法進(jìn)行了探討。 第二，對(duì)特種裝配裝置的整體結(jié)構(gòu)和調(diào)姿機(jī)構(gòu)要求做了詳細(xì)分析，設(shè)計(jì)了具有被動(dòng)鏈的三自由度并聯(lián)調(diào)姿機(jī)構(gòu)。 第三，在對(duì)尺蠖機(jī)構(gòu)仿生研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了并聯(lián)調(diào)姿機(jī)構(gòu)尺蠖支鏈結(jié)構(gòu)，研究了壓電微位移驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)性能，分析了其動(dòng)態(tài)響應(yīng)及相位滯后等影響因素。 第四，應(yīng)用并聯(lián)機(jī)構(gòu)理論對(duì)三自由度并聯(lián)調(diào)姿機(jī)構(gòu)進(jìn)行了分析，建立了相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，獲得了一階影響系數(shù)和二階影響系數(shù)；結(jié)合拉格朗日方法和并聯(lián)理論建立了完整的三自由度并聯(lián)調(diào)姿機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)方程，并對(duì)分析結(jié)果通過(guò)仿真進(jìn)行了驗(yàn)證。 最后，本文對(duì)基于“虛擬樣機(jī)”的仿真技術(shù)進(jìn)行了深入的探討，將基于“虛擬樣機(jī)”的仿真技術(shù)應(yīng)用于并聯(lián)調(diào)姿機(jī)構(gòu)的方案設(shè)計(jì)中。借助“虛擬樣機(jī)”技術(shù)，在并聯(lián)調(diào)姿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的初期階段仿真真實(shí)環(huán)境中并聯(lián)調(diào)姿機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)行為，在第一臺(tái)并聯(lián)凋姿機(jī)構(gòu)原理樣機(jī)研制之前對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了優(yōu)化。
【圖文】：

國(guó)內(nèi)外已研制了許多各式各樣的并聯(lián)型調(diào)姿機(jī)構(gòu)，它們機(jī)構(gòu)各異，用途不一。下面介紹幾種比較有代表性的并聯(lián)調(diào)姿機(jī)構(gòu)。由于并聯(lián)機(jī)器人定位精度高，目前已廣泛應(yīng)用于精確定位的場(chǎng)合。圖1.1是哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)器人研究所研制的壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)六自由度并聯(lián)微動(dòng)機(jī)器人，該機(jī)器人具有體積小、剛度大、頻響高等優(yōu)點(diǎn)，利用壓電陶瓷作為直線輸入的執(zhí)行元件，實(shí)現(xiàn)了機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)、檢測(cè)一體化的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)達(dá)到了納米級(jí)的定位精度〔‘41。圖1.2為德國(guó)PhysikInstrument公司的M一850六軸精密定位系統(tǒng)。該機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)6自由度運(yùn)動(dòng)，垂直方向負(fù)載達(dá)到20OKg，任意方向負(fù)載達(dá)到50Kg，6軸方向重復(fù)性精度士2協(xié)耐’5]。圖1.1哈工大6自由度并聯(lián)微動(dòng)機(jī)器人F19.1.16一DOFmieroParallelrobotofHIT圖1.2Fig.1.2M一850六軸精密

業(yè)大學(xué)機(jī)器人研究所研制的壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)六自由度并聯(lián)微動(dòng)機(jī)器人，該機(jī)器人具有體積小、剛度大、頻響高等優(yōu)點(diǎn)，利用壓電陶瓷作為直線輸入的執(zhí)行元件，實(shí)現(xiàn)了機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)、檢測(cè)一體化的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)達(dá)到了納米級(jí)的定位精度〔‘41。圖1.2為德國(guó)PhysikInstrument公司的M一850六軸精密定位系統(tǒng)。該機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)6自由度運(yùn)動(dòng)，垂直方向負(fù)載達(dá)到20OKg，任意方向負(fù)載達(dá)到50Kg，6軸方向重復(fù)性精度士2協(xié)耐’5]。圖1.1哈工大6自由度并聯(lián)微動(dòng)機(jī)器人F19.1.16一DOFmieroParallelrobotofHIT圖1.2Fig.1.2M一850六軸精密定位系統(tǒng)M一8506一axisaeeuratePositioningsystem
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)工程物理研究院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2004
【分類(lèi)號(hào)】：TH112

【引證文獻(xiàn)】

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1 宋巖;陳小安;梁德沛;;新型尺蠖式爬行機(jī)器人的設(shè)計(jì)及樣機(jī)研制[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2008年01期

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2 岳彥炯;基于虛擬樣機(jī)的六自由度隧道管片拼裝機(jī)設(shè)計(jì)研究[D];吉林大學(xué);2008年

3 張爽;汽輪機(jī)再熱主汽門(mén)工作性能的虛擬樣機(jī)分析[D];東北大學(xué);2008年

本文編號(hào)：2622556