贴片LED高速分选机并联分选机构运动学研究

发布时间：2017-10-08 19:02

  本文关键词：贴片LED高速分选机并联分选机构运动学研究

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【摘要】：本文主要的研究内容是并联分选机构的机械结构设计和相关运动学分析。该并联机构主要应用在分选LED芯片的自动化生产设备中。随着LED芯片的广泛应用,越来越多的厂家开始参与到LED设备的研发生产领域,面对激烈的市场竞争,如何提高设备的速度和稳定性成为关键。对于单独的分选机而言,合理的分选机构是充分提升设备速度的最根本因素。在调研了现有的分选机构后,发现现有的串联分选机构,传动链过长、高负载等因素制约了其分选速度的提升,因此本文从这两种主要因素出发,提出用并联机构代替现有的串联机构,即一种可以绕3个轴转动的3RSS/S并联机构。这种机构多条支链同时运动,传动链分流到了各支链上,有效减轻了分选机构的整体质量,而且在各支链的相互作用下,执行机构在空间内可以实现绕三个坐标轴的旋转运动,满足分选要求,符合实际需要。 根据设计要求,本文设计了两种不同安装方式的3RSS/S并联结构,并且对两种安装方式进行分析比较,选择其中一种建立了虚拟的三维实体模型,并进行装配。其中,确定了每个零件的实际尺寸,并且应用Ansys有限元分析软件对该机构中的零部件进行受力分析,确保所设计的零部件满足实际使用要求。 结合设计的两种不同安装方式的3RSS/S并联结构,分别给出了它们各自的运动学逆解方程的一般形式；并且对其运动学正解进行分析,同样得到一组非线性方程。推导出了该机构的雅可比矩阵,为该机构后续的理论研究奠定了基础。应用遍历搜索的方法,在运动学逆解的基础上,限定运动副的转角,给出了该机构运行的工作空间。 最后使用Pro/Engineer进行了运动仿真,验证了位置求解模型结果,得到执行机构末端运行的速度和加速度曲线。结果表明：本文建立的3RSS/S并联机构能够符合LED芯片分选的要求。
【关键词】：新型机构 并联机器人 三自由度 运动学分析
【学位授予单位】：西安工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH112
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 绪论8-13
• 1.1 选题背景及意义8-9
• 1.2 并联机构的起源、发展和研究现状9-11
• 1.2.1 起源和发展9-11
• 1.2.2 研究现状11
• 1.3 课题研究的主要工作及章节安排11-13
• 1.3.1 研究的主要工作11-12
• 1.3.2 章节安排12-13
• 2 并联分选机构结构设计13-27
• 2.1 并联机构的基本信息13-14
• 2.2 并联机构的研究方案设计14-15
• 2.2.1 设计技术指标14
• 2.2.2 原理方案设计14-15
• 2.3 自由度分析计算15-17
• 2.3.1 自由度分析15-16
• 2.3.2 3RSS/S并联机构自由度计算16-17
• 2.4 机械结构设计17-23
• 2.4.1 零件建模17-21
• 2.4.2 输出模块选型21-23
• 2.4.3 整体3RSS/S并联分选机构模型设计23
• 2.5 关键零件ANSYS校核分析23-27
• 2.5.1 ANSYS软件简述23-24
• 2.5.2 关键零件Ansys分析结果24-26
• 2.5.3 本章小结26-27
• 3 3RSS/S并联机构运动学逆解建模及求解27-39
• 3.1 位姿描述与坐标变换27-29
• 3.1.1 位姿描述27
• 3.1.2 坐标变换27-28
• 3.1.3 欧拉角变换28-29
• 3.2 3RSS/S运动学逆解方程推导29-36
• 3.2.1 并联机构电机垂直于静平台安装逆解推导29-32
• 3.2.2 并联机构电机平行于静平台安装逆解推导32-34
• 3.2.3 运动学逆解方程求解34-36
• 3.3 3RSS/S机构的雅可比矩阵推导36-38
• 3.4 本章小结38-39
• 4 3RSS/S并联机构运动学正解建模及工作空间分析39-47
• 4.1 3RSS/S运动学正解方程推导39-41
• 4.2 newton法遇奇异点位置的处理41-42
• 4.2.1 引入阻尼因子41
• 4.2.2 简化newton法与newton法相结合41-42
• 4.3 3RSS/S并联机构工作空间分析42-44
• 4.3.1 影响并联机构工作空间的因素42-43
• 4.3.2 工作空间的计算方法43-44
• 4.4 3RSS/S并联机构工作空间计算44-46
• 4.5 本章小结46-47
• 5 实例计算验证及仿真分析47-60
• 5.1 算法实现47
• 5.2 实例计算结果分析47-56
• 5.2.1 实例计算一47-53
• 5.2.2 实例计算二53-56
• 5.3 Pro/E仿真分析56-58
• 5.3.1 Pro/E概述56-57
• 5.3.2 仿真结果57-58
• 5.4 本章小结58-60
• 6 结论60-62
• 6.1 结论60
• 6.2 展望60-62
• 参考文献62-65
• 攻读硕士学位期间发表的论文65-66
• 致谢66-68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：995700