轮胎硫化抓取装置的设计与研究
发布时间：2023-02-12 20:32
在轮胎制造业领域,轮胎硫化工序中装卸轮胎的生产过程仍存在很多需要改进的地方,其一:在轮胎硫化的过程中由于人工辅助机械搬运轮胎或者轮胎搬运机械手抓取轮胎胎坯导致轮胎因局部变形或者整体均匀性降低造成的轮胎废品率过高的问题;其二,应企业的需求,该企业所采用的人工辅助机械的生产方式效率低,生产成本大,从整个轮胎生产领域看,目前的轮胎硫化时的搬运机械手多为圆柱坐标型机械手,工作效率较低。针对上述两个问题,本文以205/60R16型号的汽车轮胎为研究对象,结合合作单位的需求,主要从事了以下几个方面的研究:(1)根据合作单位的要求,结合轮胎硫化工序中轮胎的装卸过程,本文设计出一种关节型轮胎硫化抓取装置,为使轮胎受力均匀避免抓起后轮胎发生侧偏以及局部受力过大对轮胎造成损害,特别对其末端执行器的夹持装置进行结构设计,运用Pro/E三维绘图软件建立轮胎硫化抓取装置的各个零件的三维模型并将其组装成整体的三维模型,并初步计算了对轮胎的夹持力的大小。(2)采用坐标变换的方法对轮胎硫化抓取装置进行运动学分析,首先对轮胎硫化抓取装置建立了连杆坐标系并求解了坐标变换矩阵,通过D-H法推算了轮胎硫化抓取装置的运动学正解...
【文章页数】：117 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 课题的研究背景和意义
1.2 国内外上下料机器人的发展现状
1.2.1 国外上下料机械手的发展现状
1.2.2 国内上下料机械手的发展现状
1.3 本文研究的主要内容
2 轮胎硫化抓取装置的结构设计
2.1 工况分析
2.1.1 作业对象
2.1.2 作业要求
2.2 轮胎硫化抓取装置手臂部分的设计
2.2.1 手臂型式的选择对比
2.2.2 关节型手臂设计
2.3 轮胎硫化抓取装置执行器的设计
2.3.1 执行器夹持装置的设计
2.3.2 动力系统的设计
2.3.3 执行器的整体结构图
2.4 轮胎硫化抓取装置整体结构
2.5 本章小结
3 轮胎硫化抓取装置的运动学分析
3.1 轮胎硫化抓取装置的位姿描述
3.1.1 位置描述
3.1.2 姿态描述及坐标变换
3.1.3 夹持部位的位姿描述
3.2 轮胎硫化抓取装置D-H建模
3.2.1 D-H建模方法
3.2.2 轮胎硫化抓取装置坐标系的建立和参数确定
3.2.3 连杆坐标系验证
3.3 轮胎硫化抓取装置正运动学分析
3.3.1 正向运动学求解
3.3.2 运动学正解仿真验证
3.4 轮胎硫化抓取装置逆运动学分析
3.4.1 运动学逆解求解
3.4.2 运动学逆解验证
3.5 本章小结
4 轮胎硫化抓取装置的轨迹规划与仿真
4.1 确定目标轨迹
4.1.1 目标轨迹的规划要求
4.1.2 确定目标轨迹
4.2 轮胎硫化抓取装置的轨迹规划
4.2.1 空间直线轨迹规划
4.2.2 空间圆弧轨迹规划
4.2.3 基于直线和圆弧插补的空间轨迹的生成
4.3 基于S型多项式加减速的速度规划
4.3.1 建立数学表达式
4.3.2 求解与分析
4.4 本章小结
5 轮胎硫化抓取装置的动力学分析
5.1 轮胎硫化抓取装置拉格朗日方程
5.1.1 动能的计算
5.1.2 位能的计算
5.1.3 建立轮胎硫化抓取装置的拉格朗日方程
5.2 求解轮胎硫化抓取装置的等效惯量系数
5.2.1 求解轮胎硫化抓取装置各杆的伪惯量矩阵
5.2.2 求解各杆构件的等效惯量系数
5.2.3 求解各杆构件的重力项系数
5.3 轮胎硫化抓取装置的动力学逆向求解与分析
5.3.1 ADAMS建模与参数设置
5.3.2 ADAMS仿真分析
5.4 本章小结
6 轮胎硫化抓取装置的性能检验
6.1 轮胎硫化抓取装置的静力分析
6.1.1 线性静力分析基础
6.1.2 轮胎硫化抓取装置整体分析
6.1.3 轮胎硫化抓取装置夹持器的分析
6.2 轮胎硫化抓取装置的模态分析
6.2.1 结构动力学基本理论
6.2.2 执行器模态分析
6.3 非线性轮胎夹取效果分析
6.3.1 轮胎本构模型的拟合建立
6.3.2 非线性轮胎有限元分析
6.4 本章小结
总结与展望
1.总结
2.展望
参考文献
附录一
附录二
致谢
攻读硕士期间发表的学术论文与专利目录
本文编号：3741778
【文章页数】：117 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 课题的研究背景和意义
1.2 国内外上下料机器人的发展现状
1.2.1 国外上下料机械手的发展现状
1.2.2 国内上下料机械手的发展现状
1.3 本文研究的主要内容
2 轮胎硫化抓取装置的结构设计
2.1 工况分析
2.1.1 作业对象
2.1.2 作业要求
2.2 轮胎硫化抓取装置手臂部分的设计
2.2.1 手臂型式的选择对比
2.2.2 关节型手臂设计
2.3 轮胎硫化抓取装置执行器的设计
2.3.1 执行器夹持装置的设计
2.3.2 动力系统的设计
2.3.3 执行器的整体结构图
2.4 轮胎硫化抓取装置整体结构
2.5 本章小结
3 轮胎硫化抓取装置的运动学分析
3.1 轮胎硫化抓取装置的位姿描述
3.1.1 位置描述
3.1.2 姿态描述及坐标变换
3.1.3 夹持部位的位姿描述
3.2 轮胎硫化抓取装置D-H建模
3.2.1 D-H建模方法
3.2.2 轮胎硫化抓取装置坐标系的建立和参数确定
3.2.3 连杆坐标系验证
3.3 轮胎硫化抓取装置正运动学分析
3.3.1 正向运动学求解
3.3.2 运动学正解仿真验证
3.4 轮胎硫化抓取装置逆运动学分析
3.4.1 运动学逆解求解
3.4.2 运动学逆解验证
3.5 本章小结
4 轮胎硫化抓取装置的轨迹规划与仿真
4.1 确定目标轨迹
4.1.1 目标轨迹的规划要求
4.1.2 确定目标轨迹
4.2 轮胎硫化抓取装置的轨迹规划
4.2.1 空间直线轨迹规划
4.2.2 空间圆弧轨迹规划
4.2.3 基于直线和圆弧插补的空间轨迹的生成
4.3 基于S型多项式加减速的速度规划
4.3.1 建立数学表达式
4.3.2 求解与分析
4.4 本章小结
5 轮胎硫化抓取装置的动力学分析
5.1 轮胎硫化抓取装置拉格朗日方程
5.1.1 动能的计算
5.1.2 位能的计算
5.1.3 建立轮胎硫化抓取装置的拉格朗日方程
5.2 求解轮胎硫化抓取装置的等效惯量系数
5.2.1 求解轮胎硫化抓取装置各杆的伪惯量矩阵
5.2.2 求解各杆构件的等效惯量系数
5.2.3 求解各杆构件的重力项系数
5.3 轮胎硫化抓取装置的动力学逆向求解与分析
5.3.1 ADAMS建模与参数设置
5.3.2 ADAMS仿真分析
5.4 本章小结
6 轮胎硫化抓取装置的性能检验
6.1 轮胎硫化抓取装置的静力分析
6.1.1 线性静力分析基础
6.1.2 轮胎硫化抓取装置整体分析
6.1.3 轮胎硫化抓取装置夹持器的分析
6.2 轮胎硫化抓取装置的模态分析
6.2.1 结构动力学基本理论
6.2.2 执行器模态分析
6.3 非线性轮胎夹取效果分析
6.3.1 轮胎本构模型的拟合建立
6.3.2 非线性轮胎有限元分析
6.4 本章小结
总结与展望
1.总结
2.展望
参考文献
附录一
附录二
致谢
攻读硕士期间发表的学术论文与专利目录
本文编号：3741778
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