本文關(guān)鍵詞：高空幕墻安裝機器人作業(yè)平臺的抑振系統(tǒng)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：幕墻是建筑外墻裝飾的重要組成部分,傳統(tǒng)的高空幕墻施工存在效率低、精度差且容易發(fā)生墜落事故等問題,因此,機器人化智能施工裝備是必要發(fā)展方向。隨著高層建筑的不斷增多,幕墻安裝機器人需借助高空作業(yè)平臺進行施工,而該平臺會因風(fēng)載荷、操作工人的移動以及機器人的運動等因素產(chǎn)生振動,本文主要針對高空幕墻安裝機器人的作業(yè)平臺在施工過程中的振動及抑振問題進行研究。首先,分析高空幕墻安裝機器人對其作業(yè)平臺的基本要求,對比當前高空作業(yè)設(shè)備的分類和特點,結(jié)果顯示高處作業(yè)吊籃比較適合作為幕墻安裝機器人的作業(yè)平臺,但其在施工過程中極易出現(xiàn)振動,因此對該平臺進行振動特性分析,并利用ANSYS Workbench的Modal模塊進行驗證,得出該平臺存在空間三個平動方向的振動。為了對該振動進行有效抑制,綜合當前振動控制方法的分類及特點,最終選擇被動控制的阻尼耗能減振作為本課題的抑振方法。其次,針對作業(yè)平臺存在的多維振動特性,提出基于3-UPU三平動并聯(lián)機構(gòu)的抑振系統(tǒng),通過在其移動副上施加油壓緩沖器來實現(xiàn)多維抑振效果,該機構(gòu)提供的阻力與作業(yè)平臺的振動方向相同。通過研究并聯(lián)機構(gòu)的運動學(xué)和力學(xué)分析,包括位置正逆解、速度和工作空間分析,計算機構(gòu)各支鏈受力和移動副位移的大小,得出該機構(gòu)比較適合作為作業(yè)平臺的抑振機構(gòu),并選取西捷克AD-2550油壓緩沖器作為抑振元件。再次,利用拉格朗日方程建立抑振機構(gòu)的振動微分方程,通過模態(tài)分析計算固有頻率和主要振型等動態(tài)特性,并使用Matlab/Simulink對其進行振動響應(yīng)仿真分析,結(jié)果顯示抑振機構(gòu)在三個移動方向上均具有減振效果。根據(jù)力雅克比矩陣計算抑振機構(gòu)的等效阻尼與各支鏈阻尼之間的函數(shù)關(guān)系,為驗證機構(gòu)的抑振效果提供理論支撐。最后,分別對作業(yè)平臺和帶抑振系統(tǒng)的作業(yè)平臺進行振動特性和仿真分析,結(jié)果顯示,抑振系統(tǒng)對作業(yè)平臺的三個移動方向均具有明顯的抑振效果,當單個抑振機構(gòu)的支鏈阻尼為11000N·S/m時,作業(yè)平臺的振動響應(yīng)為臨界阻尼振動特性,并且該阻尼值小于所吸附板材的最大允許阻尼,可以達到良好的抑振效果。
【關(guān)鍵詞】：幕墻安裝機器人 作業(yè)平臺 抑振系統(tǒng) 并聯(lián)機構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TU69
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-22
• 1.1 課題的研究背景10-16
• 1.1.1 行業(yè)背景10-12
• 1.1.2 高空幕墻安裝機器人對作業(yè)平臺的基本要求12-15
• 1.1.3 對作業(yè)平臺抑振的必要性15-16
• 1.2 抑振系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀16-18
• 1.3 并聯(lián)機構(gòu)在多維減振中的應(yīng)用18-20
• 1.4 課題的來源及研究目的和意義20-21
• 1.5 課題的主要研究內(nèi)容21-22
• 第二章 高空幕墻安裝機器人系統(tǒng)的組成及其作業(yè)平臺振動特性22-34
• 2.1 引言22
• 2.2 機器人系統(tǒng)的組成22-25
• 2.2.1 機器人作業(yè)平臺23-24
• 2.2.2 高空幕墻安裝機器人24-25
• 2.2.3 幕墻輸送系統(tǒng)25
• 2.3 作業(yè)平臺的振動特性25-31
• 2.3.1 作業(yè)平臺的振動成因分析25-26
• 2.3.2 作業(yè)平臺的模態(tài)分析26-31
• 2.3.2.1 模態(tài)分析26-27
• 2.3.2.2 作業(yè)平臺的模態(tài)分析27-31
• 2.4 抑振方法研究31-33
• 2.4.1 抑振方法及特點31-32
• 2.4.2 作業(yè)平臺的抑振方法32-33
• 2.5 本章小結(jié)33-34
• 第三章 并聯(lián)機構(gòu)抑振系統(tǒng)的機構(gòu)分析34-52
• 3.1 引言34
• 3.2 抑振系統(tǒng)的方案設(shè)計及機構(gòu)選型34-36
• 3.3 機構(gòu)描述和自由度計算36-37
• 3.4 并聯(lián)機構(gòu)的運動學(xué)分析37-42
• 3.4.1 坐標系建立37-38
• 3.4.2 位置逆解38-40
• 3.4.3 位置正解40-41
• 3.4.4 速度分析與雅克比矩陣41-42
• 3.5 并聯(lián)機構(gòu)的工作空間分析42-45
• 3.6 并聯(lián)機構(gòu)的參數(shù)計算及元器件選型45-50
• 3.6.1 作業(yè)平臺對并聯(lián)機構(gòu)的水平分力求解45-47
• 3.6.2 并聯(lián)機構(gòu)各支鏈受力及位移求解47-49
• 3.6.3 并聯(lián)機構(gòu)各支鏈的阻尼器選型49-50
• 3.7 本章小結(jié)50-52
• 第四章 抑振系統(tǒng)的振動特性52-68
• 4.1 引言52
• 4.2 抑振系統(tǒng)的振動微分方程52-55
• 4.3 抑振系統(tǒng)的模態(tài)分析55-59
• 4.3.1 抑振系統(tǒng)的固有頻率55-57
• 4.3.2 抑振系統(tǒng)的振動模態(tài)57-59
• 4.4 抑振系統(tǒng)的振動響應(yīng)仿真59-62
• 4.5 抑振系統(tǒng)的等效阻尼62-67
• 4.5.1 Z方向等效阻尼63-64
• 4.5.2 Y方向等效阻尼64-65
• 4.5.3 X方向等效阻尼65-67
• 4.6 本章小結(jié)67-68
• 第五章 抑振系統(tǒng)的抑振效果仿真68-80
• 5.1 引言68
• 5.2 作業(yè)平臺的振動仿真68-71
• 5.2.1 作業(yè)平臺的微分方程68-70
• 5.2.2 作業(yè)平臺的振動響應(yīng)仿真70-71
• 5.3 帶抑振系統(tǒng)作業(yè)平臺的振動仿真71-78
• 5.3.1 帶抑振系統(tǒng)作業(yè)平臺的微分方程71-74
• 5.3.2 帶抑振系統(tǒng)作業(yè)平臺的振動響應(yīng)仿真74-75
• 5.3.3 抑振效果的優(yōu)化75-78
• 5.4 本章小結(jié)78-80
• 第六章 結(jié)論與展望80-82
• 參考文獻82-86
• 攻讀學(xué)位期間所取得的相關(guān)科研成果86-88
• 致謝88

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本文編號：378873