中型喷浆机器人虚拟样机技术

论文题目: 中型喷浆机器人虚拟样机技术

论文类型: 博士论文

论文专业: 采矿工程

作者: 宋志安

导师: 苏学成

关键词: 虚拟样机,喷浆机器人

文献来源: 山东科技大学

发表年度: 2005

论文摘要: 本文根据喷浆机器人二维设计资料和现场使用所暴露出来的问题,考虑到喷浆机器人已经经历了由概念样机、物理样机(试验样机)到较成熟的产品的过渡,尝试逆向设计、逆向验证的方法,指导中型喷浆机器人的再设计。 首先介绍了喷浆机器人的来源和虚拟样机对于喷浆机器人开发的深远意义,应用MathCAD研究喷浆机器人末端执行器——喷枪的运动学方程和雅可比矩阵,在UG环境下实现由2D图形到3D的CAD模型参数化设计以及喷浆机器人机构总体装配,为ANSYS有限元分析与ADAMS的运动学和动力学分析做准备;在ANSYS环境下,对喷浆机器人主要零部件进行了应力与应变分析,对往复臂进行了优化设计;对喷浆机器人6个自由度的液压驱动关节进行设计与建模,改进喷浆机器人的液压控制系统,应用m文件完成了对于俯仰缸的承载分析,对阀控俯仰缸和阀控往复臂驱动马达应用Matlab进行了控制系统的仿真;最后应用ADAMS对各个驱动关节及整机进行了分析,根据喷浆工步设计了喷浆机器人喷浆过程的仿真,并对喷浆机器人的部分主要位姿进行了分析和验证,为喷浆机器人再设计提供了详尽的资料。 通过本课题的研究,试图采用逆向验证的方法找出和预测现有的或待设计的中型喷浆机器人存在的一些问题,来加速中型喷浆机器人性能的改进,使其以最快的速度和优良的性能占领隧道工程建设的市场。本课题研究结束后,将为虚拟样机的工程应用提供一个成功的实例,同时本课题探讨的内容和技术为虚拟样机的研究打下基础,可以方便地应用于其他新产品的研发之中。

论文目录:

1 绪论

1.1 课题的提出

1.2 国内外喷浆机械手发展的过程

1.3 本课题研究的主要内容及意义

1.4 小结

2 虚拟样机技术

2.1 虚拟样机的基本概念和作用

2.2 虚拟样机技术的形成与发展

2.3 虚拟样机技术的特点

2.4 虚拟样机技术的研究及应用现状

2.5 虚拟样机技术与喷浆机器人开发

2.6 小结

3 中型喷浆机器人

3.1 引言

3.2 中型喷浆机器人的结构

3.3 中型喷浆机器人正向运动学分析

3.4 小结

4 基于UG NX的喷浆机器人构件三维参数化造型设计

4.1 参数化设计概述

4.2 喷浆机器人部分零部件的参数化设计

4.3 喷浆机器人的装配

4.4 喷浆机器人质量特性分析

4.5 小结

5 基于CAE技术的喷浆机器人分析

5.1 CAE技术及其应用

5.2 有限元分析概述

5.3 喷浆机器人关键部件的机构线性静力分析

5.4 伸缩臂的优化设计

5.5 小结

6 喷浆机器人液压系统建模与设计

6.1 液压系统的建模与仿真理论

6.2 喷浆机器人的液压元器件选择设计

6.3 喷浆机器人的液压控制系统设计

6.4 伺服阀--俯仰液压缸位置控制系统的仿真与分析

6.5 伺服阀控制调姿液压马达位置控制系统的数字仿真

6.6 小结

7 基于ADAMS的中型喷浆机器人分析

7.1 ADAMS简介

7.2 ADAMS的设计流程

7.3 ADAMS软件在产品研制周期中五个重要阶段

7.4 ADAMS的分析和计算方法

7.5 喷浆机器人俯仰运动分析与验证

7.6 喷浆机器人小臂摆动运动分析与校验

7.7 喷浆机器人往复臂运动分析与校验

7.8 喷浆机器人枪身转动分析与校验

7.9 喷浆机器人喷枪调姿运动分析与校验

7.10 喷浆机器人喷枪旋转运动分析与校验

7.11 喷浆机器人系统整体运动仿真与校验

7.12 小结

8 总结与展望

主要参考文献

致谢

攻读博士期间主要成果

发布时间: 2005-09-30

参考文献

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• [4].高压输电线路巡线作业机器人中若干动力学问题的研究[D]. 肖晓晖.华中科技大学2005
• [5].输入有界不确定机器人控制策略研究[D]. 陈卫东.燕山大学2006
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相关论文

• [1].基于本体的跨领域虚拟样机技术研究[D]. 闵春平.国防科学技术大学2003
• [2].虚拟样机技术及其在精密排种部件设计中的应用[D]. 孙裕晶.吉林大学2005
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