柔性变胞机构研究与设计

发布时间：2017-08-25 14:20

  本文关键词：柔性变胞机构研究与设计

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【摘要】：柔性机构是一种利用柔性构件本身的弹性变形来实现运动、力、能量的传递和转换的新型机构。与传统机构相比，它可以减少零件数目，缩短装配时间，简化制造过程，且构件之间无缝隙和摩擦，能提高机构的运动精度及使用寿命。将变胞变换的概念引入柔性机构的设计中，可以使柔性机构的性能和效率进一步提高，这种机构称为柔性变胞机构，是柔性机构研究的一个新方向。 首先，本文对柔性机构进行了简单介绍，对柔性机构的设计方法和应用领域进行了说明。然后，将变胞变换的概念引入柔性机构，，提出了柔性变胞构件的概念，并基于柔性机构分析和设计的基本方法，结合变胞机构的性质给出了柔性变胞机构的设计方法和具体步骤。其次，利用提出的柔性变胞构件和柔性变胞机构设计方法，得到了两种实现间歇运动的柔性机构，并利用其中一种改进了粉料压片机的传动机构。再次，对剥线钳的运动过程分析之后，应用提出的柔性变胞构件得到了部分柔性变胞剥线机构的模型，并通过提出的方法对机构进行了优化设计，加工制作的样机通过剥线测试验证了设计的合理性。另外，对全柔性变胞剥线机构也进行了初步的探索，得到了机构模型，并借助有限元分析软件完成了初步设计。 本文利用提出的柔性变胞构件和柔性变胞机构的设计方法成功实现了两种柔性变胞机构的设计，降低了产品的成本，提高了使用性能。
【关键词】：柔性变胞机构 优化设计 间歇运动机构 剥线钳
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH112
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-17
• 1.1 柔性机构简介7-10
• 1.2 柔性机构研究现状10-11
• 1.3 柔性机构的设计方法11-13
• 1.3.1 伪刚体模型法11-13
• 1.3.2 拓扑优化法13
• 1.4 柔性机构的应用13-14
• 1.5 本文的工作安排14-17
• 1.5.1 本文主要研究工作14-15
• 1.5.2 论文章节安排15-17
• 第二章 柔性变胞机构17-29
• 2.1 变胞机构概述17-20
• 2.1.1 变胞机构的起源和发展17
• 2.1.2 变胞机构的基本概念17-19
• 2.1.3 变胞机构的应用及研究意义19-20
• 2.2 柔性变胞机构20-22
• 2.2.1 柔性变胞机构的定义20
• 2.2.2 柔性变胞机构的研究意义20-22
• 2.3 柔性变胞机构的实现方法22-24
• 2.3.1 部分柔性变胞机构的实现方法22-23
• 2.3.2 全柔性变胞机构的实现方法23-24
• 2.4 柔性变胞机构的设计24-26
• 2.4.1 优化设计的必要性分析24
• 2.4.2 优化设计的步骤24-26
• 2.5 粒子群优化算法26-27
• 2.6 小结27-29
• 第三章 柔性变胞间歇运动机构29-39
• 3.1 间歇运动机构介绍29-30
• 3.2 柔性变胞机构实现间歇运动30-32
• 3.3 粉料压片机的传动机构设计32-38
• 3.3.1 机构运动特性分析32-35
• 3.3.2 优化设计过程描述35-37
• 3.3.3 优化结果的分析与校核37-38
• 3.4 小结38-39
• 第四章 柔性变胞剥线钳的设计39-57
• 4.1 剥线钳现有问题分析39-40
• 4.2 部分柔性变胞剥线机构的模型40-46
• 4.2.1 优化模型的选择40-42
• 4.2.2 模型运动特性分析42-46
• 4.3 优化设计过程描述46-48
• 4.3.1 设计变量的选择46
• 4.3.2 约束条件描述46-47
• 4.3.3 优化目标函数选择47-48
• 4.4 优化结果分析校核与实现48-50
• 4.4.1 优化结果分析和校核48-49
• 4.4.2 优化结果的实现49-50
• 4.5 全柔性变胞剥线钳50-56
• 4.5.1 问题描述与模型选择51-53
• 4.5.2 柔性剥线机构的有限元分析53-55
• 4.5.3 分析结果的实现55-56
• 4.6 小结56-57
• 第五章 总结与展望57-59
• 5.1 本文工作总结57
• 5.2 未来工作展望57-59
• 致谢59-61
• 参考文献61-67
• 在读硕士期间科研情况67-69
• 附录 A69-79
• 1.柔性机构的多稳态特性69-71
• 2.柔性四杆机构的多稳态特性71-74
• 2.1 多稳态实现方法71-72
• 2.2 多稳态特性分析方法72-74
• 3.算例验证74-76
• 4.结论76
• 5.参考文献76-79
• 附录 B79-80

【参考文献】

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本文编号：737125