组件OM1类模块拆装系统的设计与分析
发布时间：2021-06-24 03:56
本文针对“神光—Ш”项目中的通用工装系统子项目需求,设计了一套专用的工装设备来完成组件OM1类模块的拆装。该设备的特点是具有多自由度的灵活性,能适应复杂的作业现场环境。该设备由多自由度的高空作业车和搭载其上的助力机械臂组成,通过高空作业车将人和OM1类模块运送至安装位置附近,工作人员操作助力机械臂完成OM1类模块的拆装。首先根据作业现场环境,在CAD软件中进行了总体设计的规划。将设计任务分解为一台多自由度的新型高空作业车和6自由度助力机械臂。然后对各子部件进行了详细设计,其中包括折臂升降机构、伸缩臂机构、下车底盘系统、助力机械臂的设计,通过MATLAB和CAD软件初步确定了各部件结构几何尺寸,在理论上进行了受力分析,并得到了各部分机构的结构形式。通过Pro E软件将设备导入虚拟作业环境中确定空间位置可达和无干涉,验证了设备的可行性。为确保结构的设计安全性,在ANSYS有限元仿真平台上采用APDL命令流方式建立了助力机械臂和高空作业车的整体有限元模型。针对助力机械臂四个极限位置确定的四种工况进行了静力学仿真,得到相应的位移和应力云图,通过添加加强筋板、设计合理截面和改变板厚对零件结构进行...
【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】：80 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
1.2 国内外研究现状分析
1.2.1 美国NIF的光学组件拆装设备
1.2.2 高空作业平台的发展现状
1.2.3 助力机械臂发展现状
1.3 本文的主要研究内容
第2章 拆装设备结构设计
2.1 设计指标
2.2 总体方案设计
2.3 部件结构设计
2.3.1 折臂升降机构设计
2.3.2 伸缩臂机构
2.3.3 下车底盘系统
2.3.4 助力机械臂结构设计
2.4 设备可行性验证
2.4.1 高空作业车工作空间验证
2.4.2 高空作业车初始状态验证
2.4.3 设备功能验证
2.5 本章小结
第3章 拆装设备结构有限元分析
3.1 有限元建模过程
3.1.1 几何模型的建立与结构单元的选取
3.1.2 单元网格划分与各零部件的连接装配
3.1.3 有限元模型约束与载荷的施加
3.2 助力机械臂静力学仿真
3.2.1 助力机械臂四个极限位置静力学仿真
3.2.2 有限元计算结果对结构设计的优化
3.3 高空作业车结构静力学分析
3.3.1 三种危险工况下整车结构静力学校核
3.3.2 整车抗倾覆稳定性校核
3.4 高空作业车结构模态与谐响应分析
3.4.1 模态分析理论建模
3.4.2 基于ANSYS的模态分析与谐响应分析
3.5 本章小结
第4章 动力学建模与分析
4.1 竖直平面内高空作业车的动力学建模
4.2 基于ADAMS的多刚体动力学建模与分析
4.2.1 ADAMS多刚体系统计算原理介绍
4.2.2 由已知运动规律求解油缸力的仿真分析
4.3 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]高空作业平台伸缩臂变幅及调平机构的配合分析[J]. 朱来福. 建筑机械化. 2015(09)
[2]高空作业车液压系统故障诊断的研究[J]. 张卫亮,王彦平,刘科,胡宇凯,陈娇阳,刘晓娟. 机械与电子. 2015(08)
[3]基于ADAMS的高空作业车围栏速度安全性的分析[J]. 王君文,陈微. 江苏科技信息. 2015(09)
[4]随车吊伸缩臂窜臂现象的原因分析及改进方案[J]. 陆远望,宋明见. 工程机械. 2014(03)
[5]起重机伸缩臂最优截面形式的研究[J]. 刘宇,黄琳. 中国工程机械学报. 2013(01)
[6]我国高空作业车研究进展综述[J]. 黄桂芬,陈铭年. 机电技术. 2012(01)
[7]国内外高空作业机械的现状及发展趋势(上)[J]. 张华,李守林. 建筑机械化. 2011(03)
[8]液压平衡吊及其随遇平衡原理的应用[J]. 何富贤,何全茂. 煤矿机械. 2010(10)
[9]我国高空作业车行业发展与展望[J]. 张华,霍玉兰. 建筑机械. 2009(23)
[10]高空作业车折叠伸缩混合式工作臂稳定性分析[J]. 罗天洪,陈巍巍. 机械设计与制造. 2009(09)
博士论文
[1]高空作业车臂架系统快速设计及其运动规划研究[D]. 滕儒民.大连理工大学 2012
[2]欠驱动力合作机器人的驱动及控制技术研究[D]. 董玉红.哈尔滨工程大学 2006
硕士论文
[1]可穿戴气动助力搬运机器人及便携式空压源的研究[D]. 周桢.大连理工大学 2014
[2]混合臂式高空作业车的结构设计及分析[D]. 郭佳.哈尔滨工业大学 2013
[3]折臂式高空作业车的结构设计与动态特性研究[D]. 廖红强.哈尔滨工业大学 2009
[4]大型零件搬运装配的智能辅助设备设计及控制研究[D]. 许洪涛.哈尔滨理工大学 2009
[5]具有柔顺手腕的四自由度装配机器人的设计与研究[D]. 王四平.哈尔滨工业大学 2008
本文编号：3246314
【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】：80 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
1.2 国内外研究现状分析
1.2.1 美国NIF的光学组件拆装设备
1.2.2 高空作业平台的发展现状
1.2.3 助力机械臂发展现状
1.3 本文的主要研究内容
第2章 拆装设备结构设计
2.1 设计指标
2.2 总体方案设计
2.3 部件结构设计
2.3.1 折臂升降机构设计
2.3.2 伸缩臂机构
2.3.3 下车底盘系统
2.3.4 助力机械臂结构设计
2.4 设备可行性验证
2.4.1 高空作业车工作空间验证
2.4.2 高空作业车初始状态验证
2.4.3 设备功能验证
2.5 本章小结
第3章 拆装设备结构有限元分析
3.1 有限元建模过程
3.1.1 几何模型的建立与结构单元的选取
3.1.2 单元网格划分与各零部件的连接装配
3.1.3 有限元模型约束与载荷的施加
3.2 助力机械臂静力学仿真
3.2.1 助力机械臂四个极限位置静力学仿真
3.2.2 有限元计算结果对结构设计的优化
3.3 高空作业车结构静力学分析
3.3.1 三种危险工况下整车结构静力学校核
3.3.2 整车抗倾覆稳定性校核
3.4 高空作业车结构模态与谐响应分析
3.4.1 模态分析理论建模
3.4.2 基于ANSYS的模态分析与谐响应分析
3.5 本章小结
第4章 动力学建模与分析
4.1 竖直平面内高空作业车的动力学建模
4.2 基于ADAMS的多刚体动力学建模与分析
4.2.1 ADAMS多刚体系统计算原理介绍
4.2.2 由已知运动规律求解油缸力的仿真分析
4.3 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]高空作业平台伸缩臂变幅及调平机构的配合分析[J]. 朱来福. 建筑机械化. 2015(09)
[2]高空作业车液压系统故障诊断的研究[J]. 张卫亮,王彦平,刘科,胡宇凯,陈娇阳,刘晓娟. 机械与电子. 2015(08)
[3]基于ADAMS的高空作业车围栏速度安全性的分析[J]. 王君文,陈微. 江苏科技信息. 2015(09)
[4]随车吊伸缩臂窜臂现象的原因分析及改进方案[J]. 陆远望,宋明见. 工程机械. 2014(03)
[5]起重机伸缩臂最优截面形式的研究[J]. 刘宇,黄琳. 中国工程机械学报. 2013(01)
[6]我国高空作业车研究进展综述[J]. 黄桂芬,陈铭年. 机电技术. 2012(01)
[7]国内外高空作业机械的现状及发展趋势(上)[J]. 张华,李守林. 建筑机械化. 2011(03)
[8]液压平衡吊及其随遇平衡原理的应用[J]. 何富贤,何全茂. 煤矿机械. 2010(10)
[9]我国高空作业车行业发展与展望[J]. 张华,霍玉兰. 建筑机械. 2009(23)
[10]高空作业车折叠伸缩混合式工作臂稳定性分析[J]. 罗天洪,陈巍巍. 机械设计与制造. 2009(09)
博士论文
[1]高空作业车臂架系统快速设计及其运动规划研究[D]. 滕儒民.大连理工大学 2012
[2]欠驱动力合作机器人的驱动及控制技术研究[D]. 董玉红.哈尔滨工程大学 2006
硕士论文
[1]可穿戴气动助力搬运机器人及便携式空压源的研究[D]. 周桢.大连理工大学 2014
[2]混合臂式高空作业车的结构设计及分析[D]. 郭佳.哈尔滨工业大学 2013
[3]折臂式高空作业车的结构设计与动态特性研究[D]. 廖红强.哈尔滨工业大学 2009
[4]大型零件搬运装配的智能辅助设备设计及控制研究[D]. 许洪涛.哈尔滨理工大学 2009
[5]具有柔顺手腕的四自由度装配机器人的设计与研究[D]. 王四平.哈尔滨工业大学 2008
本文编号：3246314
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