并聯(lián)構(gòu)型汽車噴涂機(jī)構(gòu)設(shè)計與運(yùn)動可靠性研究.pdf

1、本文針對汽車工業(yè)中對車身和零部件進(jìn)行涂裝作業(yè)的需求，提出了一種并聯(lián)構(gòu)型噴涂機(jī)構(gòu)。根據(jù)汽車噴涂作業(yè)工作特點(diǎn)與功能需求，完成了對噴涂機(jī)構(gòu)的構(gòu)型設(shè)計，建立了運(yùn)動學(xué)性能評價指標(biāo)，并通過多目標(biāo)優(yōu)化確定了機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)。在此基礎(chǔ)上對該機(jī)構(gòu)進(jìn)行了精度分析、誤差補(bǔ)償研究以及機(jī)構(gòu)運(yùn)動可靠性分析。最后，對其進(jìn)行了虛擬樣機(jī)試驗。具體研究內(nèi)容主要有如下幾方面:
　　一、并聯(lián)構(gòu)型噴涂機(jī)構(gòu)的構(gòu)型設(shè)計。根據(jù)噴涂作業(yè)對噴涂機(jī)構(gòu)的要求，進(jìn)行并聯(lián)構(gòu)型噴涂機(jī)構(gòu)的設(shè)計。

2、在該機(jī)構(gòu)中，其并聯(lián)機(jī)構(gòu)為其主要部分影響噴涂精度與效果，對此應(yīng)用構(gòu)型演變法來進(jìn)行設(shè)計。然后對整機(jī)進(jìn)行設(shè)計，并對其工作原理與工作過程做簡要的介紹。
　　二、并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)及相關(guān)性能指標(biāo)的建立。應(yīng)用坐標(biāo)變換法建立3-UPS-PU并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)的數(shù)學(xué)模型并推導(dǎo)機(jī)構(gòu)的速度雅克比矩陣。在機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)位置逆解的基礎(chǔ)上給出了求解機(jī)構(gòu)的工作空間的方法與步驟，并建立了機(jī)構(gòu)速度性能、奇異性和可操作度的評價指標(biāo)。
　　三、多目標(biāo)優(yōu)化及運(yùn)動學(xué)性能分析。

3、以3-UPS-PU并聯(lián)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)為設(shè)計變量，以速度性能和可操作度性能為目標(biāo)，應(yīng)用多目標(biāo)遺傳算法對其進(jìn)行優(yōu)化。從而得到機(jī)構(gòu)合理的結(jié)構(gòu)參數(shù)，并在此基礎(chǔ)上對該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)性能進(jìn)行了分析。
　　四、并聯(lián)機(jī)構(gòu)精度分析與誤差補(bǔ)償研究。根據(jù)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)位置逆解，建立位姿誤差輸出正解模型。并以求解的位姿輸出誤差正解模型為基礎(chǔ)分別分析機(jī)構(gòu)的位姿參數(shù)與結(jié)構(gòu)參數(shù)對其輸出誤差的影響。最后對機(jī)構(gòu)位姿輸出誤差的補(bǔ)償進(jìn)行了研究，并確定補(bǔ)償方案。