【摘 要】
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在国家某大型工程建设中,侧装模块需要装入到主体装置。侧装模块种类多,数量大,洁净度要求高,安装空间复杂,定位精度高,装卸频率高。本文针对侧装模块装卸任务的需求,设计了
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在国家某大型工程建设中,侧装模块需要装入到主体装置。侧装模块种类多,数量大,洁净度要求高,安装空间复杂,定位精度高,装卸频率高。本文针对侧装模块装卸任务的需求,设计了一台满足侧装模块安装需求并具有一定精度和装卸效率的侧装工装系统,本文主要对侧装工装系统中的关键部分侧装装校机构进行了分析与优化。本文首先介绍了串联机构研究现状、刚度研究现状和优化设计研究现状,并详细介绍和分析了侧装工装系统的装校对象、装校流程和功能需求。在此基础上提出了侧装工装的设计思路,结合侧装模块装校的现场情况,确定了侧装工装的总体设计方案,并对其中的关键部分侧装装校机构做了详细的介绍。其次,采用D-H法建立了侧装装校机构的连杆坐标系,分析计算了侧装装校机构的运动学雅克比矩阵。利用蒙特卡洛法,通过MATLAB软件对侧装装校机构进行了工作空间分析。基于前面的分析计算,通过MATLAB软件分析了侧装装校机构在全域工作空间内的条件数值,证明其具有较好的运动灵巧度。再次,运用关节刚度折算的方法计算了侧装装校机构的关节刚度矩阵,分析了关节刚度向末端刚度的映射模型,并计算了侧装装校机构的末端刚度矩阵。通过ANSYS Workbench软件对两种工况下的侧装装校机构进行了静力学分析,得到两种工况下侧装装校机构的末端刚度矩阵,并与解析模型计算结果进行比较,验证了解析模型计算的正确性。最后,通过ANSYS Workbench软件对侧装装校机构的机械臂进行了优化设计,对优化前后的机械臂进行静力学分析,发现优化后的机械臂在最大变形和最大应力满足要求的情况下,机械臂的质量明显减小。
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