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并联构型汽车喷涂机构设计与运动可靠性研究
| 论文题名： | 并联构型汽车喷涂机构设计与运动可靠性研究 |
| 关键词： | 汽车工程;并联构型;喷涂机构;多目标优化;结构参数;精度分析;运动可靠性 |
| 摘要： | 本文针对汽车工业中对车身和零部件进行涂装作业的需求，提出了一种并联构型喷涂机构。根据汽车喷涂作业工作特点与功能需求，完成了对喷涂机构的构型设计，建立了运动学性能评价指标，并通过多目标优化确定了机构的结构参数。在此基础上对该机构进行了精度分析、误差补偿研究以及机构运动可靠性分析。最后，对其进行了虚拟样机试验。具体研究内容主要有如下几方面: 一、并联构型喷涂机构的构型设计。根据喷涂作业对喷涂机构的要求，进行并联构型喷涂机构的设计。在该机构中，其并联机构为其主要部分影响喷涂精度与效果，对此应用构型演变法来进行设计。然后对整机进行设计，并对其工作原理与工作过程做简要的介绍。 二、并联机构运动学及相关性能指标的建立。应用坐标变换法建立3-UPS-PU并联机构运动学的数学模型并推导机构的速度雅克比矩阵。在机构运动学位置逆解的基础上给出了求解机构的工作空间的方法与步骤，并建立了机构速度性能、奇异性和可操作度的评价指标。 三、多目标优化及运动学性能分析。以3-UPS-PU并联机构的结构参数为设计变量，以速度性能和可操作度性能为目标，应用多目标遗传算法对其进行优化。从而得到机构合理的结构参数，并在此基础上对该机构的运动学性能进行了分析。 四、并联机构精度分析与误差补偿研究。根据机构的运动学位置逆解，建立位姿误差输出正解模型。并以求解的位姿输出误差正解模型为基础分别分析机构的位姿参数与结构参数对其输出误差的影响。最后对机构位姿输出误差的补偿进行了研究，并确定补偿方案。 五、并联机构运动可靠性分析。在机构进行大批量生产时，其各构件的误差服从某种特定的分布。在确定其分布模型后，根据求解位姿输出误差正解模型利用蒙特卡洛法求解机构的运动可靠性。 六、基于RecurDyn的虚拟样机试验。利用多体动力学仿真软件RecurDyn，对建立的3-UPS-PU并联机构模型进行仿真。并提出了一种在考虑并联机构铰点安装误差情况下的位姿输出误差求解方法。 |
| 作者： | 颜亮 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 崔国华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 河北工程大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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