一種五自由度飛機(jī)裝配自動(dòng)制孔機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與分析.pdf

1、隨著航空工業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)飛機(jī)制造業(yè)中的裝配技術(shù)提出了高質(zhì)量、高效率、低成本等生產(chǎn)要求。飛機(jī)上的被連接件多為尺寸大、形狀復(fù)雜的薄壁結(jié)構(gòu)，受力易變形，其制孔質(zhì)量難以得到保證。在大型薄壁曲面法向上進(jìn)行自動(dòng)制孔加工，需要實(shí)現(xiàn)末端執(zhí)行器的位姿調(diào)整和垂直進(jìn)給。并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有良好的調(diào)姿能力，并且定位精度高、承載能力強(qiáng)以及良好的動(dòng)態(tài)性能等特點(diǎn)，將其應(yīng)用到飛機(jī)裝配自動(dòng)化制孔機(jī)構(gòu)中具有重大的研究意義和應(yīng)用價(jià)值。
　　本文首先，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)帶有不同曲率半

2、徑的飛機(jī)機(jī)翼或機(jī)身部件的制孔加工要求，設(shè)計(jì)了一種基于混聯(lián)機(jī)構(gòu)的自動(dòng)制孔機(jī)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)末端執(zhí)行器進(jìn)行 x、y、z方向的直角坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)和A、B兩軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)飛機(jī)裝配的自動(dòng)制孔要求。并利用螺旋理論分析了機(jī)構(gòu)的自由度。
　　其次，對(duì)并聯(lián)模塊的3-RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)性能分析。采用封閉法建立了該機(jī)構(gòu)的位置逆解模型；基于螺旋理論的影響系數(shù)法，分析了機(jī)構(gòu)速度、加速度。并利用ADAMS軟件對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了位置逆解驗(yàn)證，仿真得到了機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程

3、中的速度和加速度性能。
　　再次，基于奇異產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)學(xué)條件研究了該3-RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)奇異位形；采用邊界搜索法，利用MATLAB軟件計(jì)算了機(jī)構(gòu)定姿態(tài)工作空間，并進(jìn)一步分析了動(dòng)、定平臺(tái)半徑比值對(duì)工作空間的影響。
　　最后，針對(duì)3-RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)所存在的誤差源對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)精度的影響，建立了該機(jī)構(gòu)的位姿誤差模型，并在此基礎(chǔ)上利用基于NSGA-II的區(qū)間不確定多目標(biāo)優(yōu)化算法對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了位姿誤差補(bǔ)償，有效地改善了機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)精度。<