面向3C装配的3-PSS/S并联机构分析与优化设计

发布时间：2024-02-14 20:35

　　3C产品即计算机、通讯、消费电子的统称,目前已经具备了巨大的存量市场。人口红利的消失导致人工成本增加,目前工业机器人在3C行业的应用数量仅次于汽车行业,并且增速较大。但是3C产品行业不同于其他行业,工业机器人需要具备速度快、精度高和成本低的特点。目前商业化的工业机器人普遍存在效率和经济方面的固有缺陷,难以在3C产品这个特殊的应用场合推广应用。本文主要针对上述问题,对面向3C装配的商联机构进行了深入的研究,并研制了样机。本文针对3C装配机器人中的姿态调整模块,设计三转动自由度并联机构。首先对3R和类3R机构进行调研和筛选,得到备选机构。之后对备选机构完成了运动学正逆解求解、工作空间分析和奇异位形分析,比较分析结果,最终选择3-PSS/S机构作为商联机构的子模块,用于3C物料的姿态调整。针对3C装配的需求,建立以三个方向转动范围加权和最大为目标的目标函数,并根据3C装配的特点和工作环境确定约束条件,运用MATLAB的遗传算法工具箱完成尺度优化设计,并和优化前的性能进行比较,验证了优化的有效性。对机构进行误差分析,采用矢量链法得到机构的误差传递模型,分析得到对机构整体误差影响较大的误差源,提...

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 国内外研究概况及分析
        1.2.1 3C装配机器人的研究现状
        1.2.2 机构构型综合理论研究概况
        1.2.3 机构误差建模方法研究概况
    1.3 本文的主要研究内容
第2章 姿态调整机构的选型
    2.1 引言
    2.2 商联机构模块的运动类型
    2.3 3R类机构的选型
        2.3.1 1T3R类机构
        2.3.2 1T2R类机构
        2.3.3 3R类机构
        2.3.4 2R类机构
    2.4 本章小结
第3章 球面转动并联机构的运动学分析和优化设计
    3.1 引言
    3.2 3-SPS/S机构
        3.2.1 机构结构特点和坐标系的建立
        3.2.2 机构运动学正反解
        3.2.3 机构工作空间分析
        3.2.4 机构奇异性分析
    3.3 3-PSS/S机构
        3.3.1 机构结构特点和坐标系的建立
        3.3.2 机构运动学正反解
        3.3.3 机构工作空间分析
        3.3.4 机构奇异性分析
    3.4 两种机构比较分析
    3.5 面向3C装配的球面转动并联机构的优化设计
        3.5.1 机构转动范围的遗传算法优化
        3.5.2 优化设计结果与分析
    3.6 本章小结
第4章 球面转动并联机构样机本体设计
    4.1 引言
    4.2 误差分析
    4.3 机构设计与建模
        4.3.1 驱动副选型
        4.3.2 运动支链结构设计
        4.3.3 被动支链结构设计
        4.3.4 动平台和基座结构设计
        4.3.5 机构样机三维建模
    4.4 机构控制系统和样机装配
        4.4.1 机构控制系统和硬件组成
        4.4.2 样机装配
        4.4.3 样机重复定位精度测量
    4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士期间发表的论文及其他成果
致谢



本文编号：3898577