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《新型五坐標(biāo)混聯(lián)動力頭動態(tài)優(yōu)化設(shè)計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、新型五坐標(biāo)混聯(lián)動力頭動態(tài)優(yōu)化設(shè)計DynamicDesignofaNovel5-AxisHybridKinematicMachineHead領(lǐng)域：機械工程研究生：申貞指導(dǎo)教師：宋軼民教授企業(yè)導(dǎo)師：王淑旺高級工程師天津大學(xué)機械工程學(xué)院二O一二年十二月獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝之處外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得天津大學(xué)或其他教育機構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻
2、均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。學(xué)位論文作者簽名：簽字日期：年月日我是愛天大的??！學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解天津大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定。特授權(quán)天津大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編以供查閱和借閱。同意學(xué)校向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說明）學(xué)位論文作者簽名：導(dǎo)師簽名：簽字日期：年月日簽字日期：年月日摘要近年來，以Tricept、SprintZ3為代表的一類并/混
3、聯(lián)構(gòu)型裝備已成功應(yīng)用于發(fā)達國家的飛機制造業(yè)。面向國家飛機制造業(yè)發(fā)展的重要需求，本文以新型五坐標(biāo)混聯(lián)動力頭Tricept-IV為典型對象，深入研究其主進給模塊(3-UPS/UPP機構(gòu))的動態(tài)設(shè)計方法，內(nèi)容涉及機構(gòu)逆運動學(xué)分析、彈性動力學(xué)建模、固有特性分析、動態(tài)響應(yīng)求解與動態(tài)優(yōu)化設(shè)計等。本文主要研究成果如下：1.逆運動學(xué)分析。應(yīng)用矢量法建立3-UPS/UPP機構(gòu)的逆運動學(xué)分析模型，根據(jù)末端參考點的期望運動，求解各主動關(guān)節(jié)的位置、速度、加速度與各支鏈的角速度、角加速度，進而獲得各單元節(jié)點的剛體運動。2.彈性動力學(xué)建
4、模。應(yīng)用運動彈性動力學(xué)理論分別建立各支鏈及動平臺的運動微分方程，進而借助彈性變形協(xié)調(diào)條件組集系統(tǒng)運動微分方程。為提高模型精度，各支鏈均離散為空間梁單元，其主動移動副與連架虎克鉸鏈的處理則分別應(yīng)用了節(jié)點自由度耦合技術(shù)與斜交支座原理。3.固有特性分析與動態(tài)響應(yīng)求解。通過無阻尼固有特性分析，揭示了系統(tǒng)低階固有頻率與正則振型的空間分布特征。以運動學(xué)分析為基礎(chǔ)，應(yīng)用數(shù)值積分法(Newmark法)求解系統(tǒng)時域動態(tài)響應(yīng)，計算單元等效應(yīng)力并研究了運動過程中各構(gòu)件最大動應(yīng)力的變化規(guī)律。4.動態(tài)優(yōu)化設(shè)計。在上述研究的基礎(chǔ)上，以機
5、構(gòu)總質(zhì)量最小為設(shè)計目標(biāo)，以各構(gòu)件截面參數(shù)為設(shè)計變量，計及機構(gòu)運動誤差與各構(gòu)件強度約束，應(yīng)用序列二次規(guī)劃(SQP)最終實現(xiàn)了3-UPS/UPP機構(gòu)的動態(tài)優(yōu)化設(shè)計。上述研究工作為開發(fā)具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)且動態(tài)性能優(yōu)良的新型五坐標(biāo)混聯(lián)動力頭奠定了理論基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：并聯(lián)機構(gòu)，運動彈性動力學(xué)，固有特性，動態(tài)響應(yīng)，動態(tài)優(yōu)化設(shè)計IABSTRACTInrecentyears,hybridkinematicmachinetools,suchasthewell-knownTriceptrobotandSprintZ3head,h
6、avebeenfoundsuccessfulapplicationsintotheaircraftmanufacturingindustry.Tomeetthegreatdemandofdomesticaircraftmanufacturing,anovel5-axishybridkinematicmachineheadnamedTricept-IVistakenastheobjectofthisthesis.Thedynamicdesignmethodologyofits3-UPS/UPPparallelm
7、oduleispresented,whichincludestheinversekinematicanalysis,kineto-elastodynamicmodeling,inherentcharacteristicsanalysis,dynamicresponsesolution,anddynamicoptimumdesign.Thefollowingworkhasbeenaccomplished:1.Inversekinematicanalysis.Withtheaidofvectormethod,th
8、einversekinematicmodelisformulated.Accordingtothedesiredmovementoftheendpoint,theposition,velocityandaccelerationoftheactivejointsandtheangularvelocityandaccelerationofthelimbsarecalculated.Andthenther
