大幅度超重负载组件拆装设备的设计与分析

发布时间：2021-04-08 19:46

　　本课题所设计设备是国家大型工程项目“神光Ⅲ”工程的辅助工装设备,用以完成某组件的安装工作,组件重量大、安装位置高、安装环境复杂并要求设备具有一定的自动化水平以降低劳动强度,一定柔顺性以保护组件。鉴于以上原因,综合考虑工业机器人和起重类设备特点设计了臂架式组件拆装设备,可以进行六自由度微调,并具有一定柔顺功能。介绍了设备的结构组成、论证了功能的可实现性并进行了静力学和动力学特性分析。拆装设备行走机构采用轮式结构,两个后液压支撑与底盘采用铰接式连接,折叠臂采用平行四边形机构,折叠臂和伸缩臂配合实现变幅运动,组件位姿由六自由度微调机构实现,柔顺性能由柔顺机构实现,夹具末端配置传感器实现对组件作用力的实时监测。使用Creo2.0软件建立设备三维模型并完成工程图纸绘制。论证了传感器的安装方式可以实现对组件位姿的实时反馈;论证了设备的整体稳定性和伸缩臂的结构强度;建立DH坐标系,通过Matlab获得微调机构的调整空间论证了设备的微调功能可以实现任务要求;论证了设备对组件位姿纠正的可行性,给出了可行域和可行性条件。使用ANSYS有限元软件以命令流方式建立设备有限元模型,加载求解得到最危险工况的应力、... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
        1.1.1 课题背景
        1.1.2 课题的目的和意义
    1.2 国内外在相关方向的研究现状
        1.2.1 起重机械国内外发展现状
        1.2.2 工业机器人的国内外发展现状
        1.2.3 现代机械设计方法国内外发展现状
        1.2.4 柔顺装配国内外发展现状
    1.3 国内外文献综述的简析
    1.4 本文主要研究内容
第2章 拆装设备总体方案及结构设计
    2.1 拆装设备总体方案设计
        2.1.1 总体设计指标
        2.1.2 总体方案确定
        2.1.3 设备的工作流程及操作要求
    2.2 拆装设备结构设计
        2.2.1 下车总成结构设计
        2.2.2 微调机构结构设计
        2.2.3 柔顺机构结构设计
        2.2.4 夹具总成结构设计
    2.3 本章小结
第3章 拆装设备功能分析及论证
    3.1 传感器力值与组件位姿关系研究
        3.1.1 传感器安装结构受力特性分析
        3.1.2 传感器力值与组件位姿关系的建立
    3.2 伸缩臂截面强度校核
    3.3 车体倾覆力矩校核
    3.4 微调机构调整范围验证
    3.5 拆装设备对组件位姿纠正的可行性分析
        3.5.1 精就位后组件位姿纠正的可行域
        3.5.2 角度偏差纠正的可行性条件
    3.6 本章小结
第4章 拆装设备的有限元分析
    4.1 有限元方法及ANSYS简介
    4.2 拆装设备的有限元模型建立和有限元分析
        4.2.1 拆装设备有限元模型的建立
        4.2.2 拆装设备有限元模型的组装和加载
        4.2.3 ANSYS计算结果及分析
    4.3 拆装设备ANSYS模态分析
        4.3.1 模态分析的基本原理
        4.3.2 模态分析的过程
        4.3.3 模态分析的结果
    4.4 本章小结
第5章 拆装设备的动态特性分析
    5.1 拆装设备整车刚体动力学分析
        5.1.1 等效单元
        5.1.2 等效系统
        5.1.3 整车动力学建模
    5.2 柔顺机构动力学分析
    5.3 柔顺机构仿真研究
        5.3.1 ADAMS仿真模型建立
        5.3.2 柔顺机构仿真参数设计
        5.3.3 柔顺机构最优参数仿真结果及分析
    5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]蒙皮结构的起重机主梁轻量化研究[J]. 韩伟,于兰峰,王平平,唐辉.  现代制造工程. 2015(10)
[2]现代机械设计方法研究及其创新[J]. 陈彤.  机械研究与应用. 2015(02)
[3]汽车起重机行业市场分析与未来展望[J]. 宋金云.  建设机械技术与管理. 2015(01)
[4]工业机器人技术的发展与应用综述[J]. 计时鸣,黄希欢.  机电工程. 2015(01)
[5]神光-Ⅲ激光装置的总体集成及探索[J]. 刘维宝,郑万国,朱启华,袁晓东,王成程,陈波.  国防科技. 2014(06)
[6]计算机控制技术发展现状及趋势研究[J]. 张俊玲,赵林.  河南科技. 2014(13)
[7]我国工业机器人技术现状与产业化发展战略[J]. 王田苗,陶永.  机械工程学报. 2014(09)
[8]基于产品再设计理论的家电产品模块化设计方法[J]. 彭敏,杨勤,肖钦兰.  现代机械. 2014(02)
[9]简述国内外汽车起重机的发展趋势[J]. 王文军.  科技与企业. 2014(01)
[10]机械动态与渐变可靠性理论与技术评述[J]. 张义民.  机械工程学报. 2013(20)



本文编号：3126150