發(fā)布時間：2020-04-10 18:15

【摘要】：隨著現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展，自動化技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到各種復(fù)雜的裝配領(lǐng)域，，逐步降低了對人工技能和經(jīng)驗的依賴程度，提高了生產(chǎn)效率和裝配質(zhì)量。 中國工程物理研究院的“特殊裝配裝置研究項目”就是解決薄壁異型零件的自動裝配問題。由于裝配時零件的姿態(tài)誤差較大，在主軸和末端執(zhí)行器之間需要設(shè)計一個手腕來精密調(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。本文作為項目中的一項重要內(nèi)容，采用三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)實現(xiàn)調(diào)姿功能。并聯(lián)調(diào)姿機(jī)構(gòu)存在支撐約束和運動閉環(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)計與優(yōu)化，并對之進(jìn)行運動學(xué)分析及仿真、動力學(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)計了具有被動鏈的三自由度并聯(lián)調(diào)姿機(jī)構(gòu)。 第三，在對尺蠖機(jī)構(gòu)仿生研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計了并聯(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)動器的結(jié)構(gòu)性能，分析了其動態(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)的運動學(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)的動力學(xué)方程，并對分析結(jié)果通過仿真進(jìn)行了驗證。 最后，本文對基于“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)計的初期階段仿真真實環(huán)境中并聯(lián)調(diào)姿機(jī)構(gòu)的動力學(xué)行為，在第一臺并聯(lián)凋姿機(jī)構(gòu)原理樣機(jī)研制之前對設(shè)計方案進(jìn)行了優(yōu)化。
【圖文】：

國內(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)動六自由度并聯(lián)微動機(jī)器人，該機(jī)器人具有體積小、剛度大、頻響高等優(yōu)點，利用壓電陶瓷作為直線輸入的執(zhí)行元件，實現(xiàn)了機(jī)構(gòu)、驅(qū)動、檢測一體化的設(shè)計，系統(tǒng)達(dá)到了納米級的定位精度〔‘41。圖1.2為德國PhysikInstrument公司的M一850六軸精密定位系統(tǒng)。該機(jī)構(gòu)可以實現(xiàn)6自由度運動，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)動六自由度并聯(lián)微動機(jī)器人，該機(jī)器人具有體積小、剛度大、頻響高等優(yōu)點，利用壓電陶瓷作為直線輸入的執(zhí)行元件，實現(xiàn)了機(jī)構(gòu)、驅(qū)動、檢測一體化的設(shè)計，系統(tǒng)達(dá)到了納米級的定位精度〔‘41。圖1.2為德國PhysikInstrument公司的M一850六軸精密定位系統(tǒng)。該機(jī)構(gòu)可以實現(xiàn)6自由度運動，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】：中國工程物理研究院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2004
【分類號】：TH112

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

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

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 李太梅;引信虛擬樣機(jī)協(xié)同仿真技術(shù)研究[D];南京理工大學(xué);2006年

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)計研究[D];吉林大學(xué);2008年

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

本文編號：2622556