袋装物料全自动装车机的设计及优化
发布时间：2021-05-07 11:29
随着化工、粮食、饲料等生产行业的快速发展,袋装物料作为这些行业物流中的主要包装方式,其整个环节中码垛装车环节的速度对整体的效率有着重要的影响,而传统的码垛装车环节通常是依靠人工或者半自动化的码垛装车,该装车方式不仅效率低、劳动强度大,人工成本高、装车环境恶劣导致工人健康得不到保障等问题,而国外发达国家由于研发较早,现已有成熟的袋装物料全自动装车产品,但成本过高,且难以适应国内复杂的装车条件,因此研究针对适应国内装车机环境的一种袋装物料自动装车机有着重要的意义。（1）针对上述目的,本文提出了一种袋装物料自动装车机的总体设计方案以及详细的机构设计,并对其码垛装车工作流程作了简要介绍,袋装物料自动装车机主要由输送装置、移动和提升装置、分配和调整装置、机械手码垛装置组成,重点完成了其中的移动和提升装置以及机械手码垛装置的设计。（2）针对袋装物料装车的的关键零部件为研究对象,采用Solidworks软件对其进行建模,分析不同工况下的受力,并通过Ansys workbench有限元分析软件对移动车架、提升平台和机械抓手手爪进行静力学分析,得到移动车架、提升平台和机械抓手手爪在相应工况下的强度、刚度...
【文章来源】：湖北工业大学湖北省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题的来源、背景、目的及意义
1.1.1 课题来源
1.1.2 课题背景
1.1.3 课题目的及意义
1.2 装车机国内外发展现状
1.2.1 装车机的国外发展现状
1.2.2 装车机的国内发展现状
1.3 本课题的研究内容
第2章 袋装物料全自动装车机总体设计
2.1 技术指标
2.2 袋装物料装车机总体方案
2.3 装车机机构组成
2.3.1 输送装置
2.3.2 移动和提升装置
2.3.3 调整和分配装置
2.3.4 机械手码垛装置
2.4 本章小结
第3章 装车机关键零部件静力学分析
3.1 移动车架的静力学分析
3.1.1 移动车架受力分析
3.1.2 移动车架模型的建立
3.1.3 材料定义和网格划分
3.1.4 施加约束及载荷
3.1.5 有限元分析结果与后处理
3.2 提升平台的静力学分析
3.2.1 提升平台受力分析
3.2.2 提升平台模型的建立
3.2.3 材料定义和网格划分
3.2.4 施加约束及载荷
3.2.5 有限元分析结果与后处理
3.3 机械抓手手爪的静力学分析
3.3.1 几何模型的建立
3.3.2 机械抓手手爪受力分析
3.3.3 材料定义和网格划分
3.3.4 施加约束及载荷
3.3.5 有限元分析结果与后处理
3.4 本章小结
第4章 装车机关键零部件模态分析
4.1 移动车架的模态分析
4.2 提升平台的模态分析
4.3 机械抓手手爪的模态分析
4.4 关键零部件模态结果分析与评价
4.5 本章小结
第5章 装车机关键零部件优化设计
5.1 移动车架的尺寸优化设计
5.1.1 优化参数及目标函数的确定
5.1.2 实验设计
5.1.3 优化设计
5.1.4 尺寸优化结果验证
5.2 移动车架的拓扑优化设计
5.2.1 拓扑优化设计理论
5.2.2 拓扑优化目标设置
5.2.3 拓扑优化分析结果
5.2.4 移动车架结构的改进
5.2.5 拓扑优化结果验证
5.3 机械抓手手爪的拓扑优化设计
5.3.1 拓扑优化目标设置
5.3.2 拓扑优化分析结果
5.3.3 机械抓手手爪结构改进
5.3.4 拓扑优化结果验证
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]有限元和拓扑联合优化方法及其在机器人结构轻量化设计中的应用[J]. 李锦忠,唐宇存,陆秋龙,张建法,匡绍龙. 机械科学与技术. 2019(11)
[2]切捆除膜机的设计与模态分析[J]. 陈玉华,田富洋,闫银发,宋占华,李法德,张忠良. 农机化研究. 2019(04)
[3]不同外载荷作用下轮式装载机工作装置有限元分析[J]. 陈乐乐,万一品,董剑南,宋绪丁. 装备制造技术. 2017(07)
[4]码垛机器人抓手的结构设计及有限元分析与优化[J]. 李铁刚,冯显英,岳明君,王兆国. 组合机床与自动化加工技术. 2017(03)
[5]用于摩托车车架结构优化的零件尺寸优化[J]. 郑静,周文婷,林诗杰. 小型内燃机与车辆技术. 2016(06)
[6]FSAE赛车车架结构拓扑优化及轻量化设计研究[J]. 郑文杰,兰凤崇,陈吉清. 汽车工程学报. 2016(01)
[7]多工况下重卡板簧支架轻量化设计[J]. 董浩,王宗彦,范国勇,陆春月. 机械设计与制造. 2015(12)
[8]自动袋装物料装车机结构研究与分析[J]. 黄金凤,武金艺,李炜,崔建国. 制造业自动化. 2015(22)
[9]饲料自动装车机方案设计及应用[J]. 黄朋,邓援超. 饲料工业. 2015(13)
[10]机械结构的模态分析方法研究综述[J]. 孙敬敬. 科技信息. 2014(03)
硕士论文
[1]自动装车机的结构设计和研究[D]. 王亚军.中国科学技术大学 2018
[2]基于多目标多材料拓扑优化的拼焊板结构优化设计研究[D]. 谭冬冬.湖南大学 2018
[3]袋装货物自动装车机的设计及研究[D]. 方业云.青岛科技大学 2018
[4]一类自动上下料机械手的研究与开发[D]. 欧斯文.合肥工业大学 2018
[5]袋装物料智能装车系统关键技术研究[D]. 马帅.河北科技大学 2018
[6]袋装水泥装车机器人结构优化设计的研究[D]. 孙佳涛.华北理工大学 2018
[7]面粉袋码垛机器人有限元结构分析与结构改进[D]. 郭吉冬.山东建筑大学 2017
[8]轮胎移动式破碎筛分站主桥架的结构优化设计[D]. 袁征.燕山大学 2017
[9]全自动水泥装车机主机关键零部件结构分析与优化[D]. 赵黎明.湖北工业大学 2017
[10]全自动袋装水泥装车机的设计及仿真分析[D]. 邵修.华中科技大学 2017
本文编号：3173314
【文章来源】：湖北工业大学湖北省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题的来源、背景、目的及意义
1.1.1 课题来源
1.1.2 课题背景
1.1.3 课题目的及意义
1.2 装车机国内外发展现状
1.2.1 装车机的国外发展现状
1.2.2 装车机的国内发展现状
1.3 本课题的研究内容
第2章 袋装物料全自动装车机总体设计
2.1 技术指标
2.2 袋装物料装车机总体方案
2.3 装车机机构组成
2.3.1 输送装置
2.3.2 移动和提升装置
2.3.3 调整和分配装置
2.3.4 机械手码垛装置
2.4 本章小结
第3章 装车机关键零部件静力学分析
3.1 移动车架的静力学分析
3.1.1 移动车架受力分析
3.1.2 移动车架模型的建立
3.1.3 材料定义和网格划分
3.1.4 施加约束及载荷
3.1.5 有限元分析结果与后处理
3.2 提升平台的静力学分析
3.2.1 提升平台受力分析
3.2.2 提升平台模型的建立
3.2.3 材料定义和网格划分
3.2.4 施加约束及载荷
3.2.5 有限元分析结果与后处理
3.3 机械抓手手爪的静力学分析
3.3.1 几何模型的建立
3.3.2 机械抓手手爪受力分析
3.3.3 材料定义和网格划分
3.3.4 施加约束及载荷
3.3.5 有限元分析结果与后处理
3.4 本章小结
第4章 装车机关键零部件模态分析
4.1 移动车架的模态分析
4.2 提升平台的模态分析
4.3 机械抓手手爪的模态分析
4.4 关键零部件模态结果分析与评价
4.5 本章小结
第5章 装车机关键零部件优化设计
5.1 移动车架的尺寸优化设计
5.1.1 优化参数及目标函数的确定
5.1.2 实验设计
5.1.3 优化设计
5.1.4 尺寸优化结果验证
5.2 移动车架的拓扑优化设计
5.2.1 拓扑优化设计理论
5.2.2 拓扑优化目标设置
5.2.3 拓扑优化分析结果
5.2.4 移动车架结构的改进
5.2.5 拓扑优化结果验证
5.3 机械抓手手爪的拓扑优化设计
5.3.1 拓扑优化目标设置
5.3.2 拓扑优化分析结果
5.3.3 机械抓手手爪结构改进
5.3.4 拓扑优化结果验证
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]有限元和拓扑联合优化方法及其在机器人结构轻量化设计中的应用[J]. 李锦忠,唐宇存,陆秋龙,张建法,匡绍龙. 机械科学与技术. 2019(11)
[2]切捆除膜机的设计与模态分析[J]. 陈玉华,田富洋,闫银发,宋占华,李法德,张忠良. 农机化研究. 2019(04)
[3]不同外载荷作用下轮式装载机工作装置有限元分析[J]. 陈乐乐,万一品,董剑南,宋绪丁. 装备制造技术. 2017(07)
[4]码垛机器人抓手的结构设计及有限元分析与优化[J]. 李铁刚,冯显英,岳明君,王兆国. 组合机床与自动化加工技术. 2017(03)
[5]用于摩托车车架结构优化的零件尺寸优化[J]. 郑静,周文婷,林诗杰. 小型内燃机与车辆技术. 2016(06)
[6]FSAE赛车车架结构拓扑优化及轻量化设计研究[J]. 郑文杰,兰凤崇,陈吉清. 汽车工程学报. 2016(01)
[7]多工况下重卡板簧支架轻量化设计[J]. 董浩,王宗彦,范国勇,陆春月. 机械设计与制造. 2015(12)
[8]自动袋装物料装车机结构研究与分析[J]. 黄金凤,武金艺,李炜,崔建国. 制造业自动化. 2015(22)
[9]饲料自动装车机方案设计及应用[J]. 黄朋,邓援超. 饲料工业. 2015(13)
[10]机械结构的模态分析方法研究综述[J]. 孙敬敬. 科技信息. 2014(03)
硕士论文
[1]自动装车机的结构设计和研究[D]. 王亚军.中国科学技术大学 2018
[2]基于多目标多材料拓扑优化的拼焊板结构优化设计研究[D]. 谭冬冬.湖南大学 2018
[3]袋装货物自动装车机的设计及研究[D]. 方业云.青岛科技大学 2018
[4]一类自动上下料机械手的研究与开发[D]. 欧斯文.合肥工业大学 2018
[5]袋装物料智能装车系统关键技术研究[D]. 马帅.河北科技大学 2018
[6]袋装水泥装车机器人结构优化设计的研究[D]. 孙佳涛.华北理工大学 2018
[7]面粉袋码垛机器人有限元结构分析与结构改进[D]. 郭吉冬.山东建筑大学 2017
[8]轮胎移动式破碎筛分站主桥架的结构优化设计[D]. 袁征.燕山大学 2017
[9]全自动水泥装车机主机关键零部件结构分析与优化[D]. 赵黎明.湖北工业大学 2017
[10]全自动袋装水泥装车机的设计及仿真分析[D]. 邵修.华中科技大学 2017
本文编号：3173314
本文链接：https://www.wllwen.com/jixiegongchenglunwen/3173314.html
