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本文在综合分析目前基础雷管装配设备的基础上,提出以3自由度并联机械手为主要机构的作业方式,代替传统基础雷管提取方式,实现并联机构在基础雷管装配工艺中的应用。该新型基础雷管提取机构能更好的适应当前基础雷管的装配发展趋势,对提高我国雷管装配的整体水平具有重要的理论研究价值和实际应用推广价值。
首先,对传统基础雷管的提取工艺和机构进行了分析,该工艺主要存在如下几个问题:①提取时间较长、②运动冲击较大、③能量消耗量较大。针对以上问题,本文研制了一种基础雷管提取并联机构,在保留部分原有机构及工艺的基础上,运用Delta型并联机构代替传统基础雷管提取机构,将并联机构的运动特点与基础雷管提取工艺相结合,将基础雷管装配设备进一步升级。
其次,根据基础雷管提取任务要求,建立了基础雷管提取并联机构模型,并根据基础雷管的装配工艺要求,设计了一种以气动手指为主要部件的末端加持机构,通过多次对夹运动逐次完成基础雷管的提取任务。在此基础上,分析了机构模型中的研究内容,如运动学求解、速度特征分析和可达工作空间求解。针对并联机构工作空间难以只管求解的问题,提出三维构图法绘制其可达工作空间,得到并联机构工作空间三维立体图。
再次,为达到基础雷管提取运动过程平稳性的要求,提出操作空间变体超椭圆曲线的提取运动轨迹模型,该轨迹具有空间运动过渡点少、运动过程平稳等优点,将原本需要4次过渡的地方减少为2个,有效降低并联机构运动过程中的运动波动。利用4-5-6-7次多项式运动规律建立并联机构末端位置到关节角度的运动关系,使并联机构在运动过程中速度、加速度更加平滑,更有利于基础雷管的提取运动。
最后,以相同运动规律,分别对“门”型运动轨迹和变体超椭圆曲线运动轨迹进行运动仿真。结果表明,变体超椭圆轨迹在前者基础上减少了2次机构末端以及关节加速度突变,且末端执行误差较小,有效降低了基础雷管提取过程的冲击。
首先,对传统基础雷管的提取工艺和机构进行了分析,该工艺主要存在如下几个问题:①提取时间较长、②运动冲击较大、③能量消耗量较大。针对以上问题,本文研制了一种基础雷管提取并联机构,在保留部分原有机构及工艺的基础上,运用Delta型并联机构代替传统基础雷管提取机构,将并联机构的运动特点与基础雷管提取工艺相结合,将基础雷管装配设备进一步升级。
其次,根据基础雷管提取任务要求,建立了基础雷管提取并联机构模型,并根据基础雷管的装配工艺要求,设计了一种以气动手指为主要部件的末端加持机构,通过多次对夹运动逐次完成基础雷管的提取任务。在此基础上,分析了机构模型中的研究内容,如运动学求解、速度特征分析和可达工作空间求解。针对并联机构工作空间难以只管求解的问题,提出三维构图法绘制其可达工作空间,得到并联机构工作空间三维立体图。
再次,为达到基础雷管提取运动过程平稳性的要求,提出操作空间变体超椭圆曲线的提取运动轨迹模型,该轨迹具有空间运动过渡点少、运动过程平稳等优点,将原本需要4次过渡的地方减少为2个,有效降低并联机构运动过程中的运动波动。利用4-5-6-7次多项式运动规律建立并联机构末端位置到关节角度的运动关系,使并联机构在运动过程中速度、加速度更加平滑,更有利于基础雷管的提取运动。
最后,以相同运动规律,分别对“门”型运动轨迹和变体超椭圆曲线运动轨迹进行运动仿真。结果表明,变体超椭圆轨迹在前者基础上减少了2次机构末端以及关节加速度突变,且末端执行误差较小,有效降低了基础雷管提取过程的冲击。