大型球冠蜂窩結(jié)構(gòu)防熱層自動(dòng)灌注機(jī)器人系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著航天技術(shù)快速發(fā)展，航天裝備自動(dòng)化程度要求越來(lái)越高。由于航天裝備中蜂窩粘結(jié)延展過程中存在變形問題，其防熱層灌注仍采用手動(dòng)灌注方法，還沒有實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，不僅效率低，而且灌注質(zhì)量不穩(wěn)定。尤其是針對(duì)大空間球冠結(jié)構(gòu)，蜂窩覆蓋尺寸大，網(wǎng)格多，手工灌注難以滿足工作需要。為此本文針對(duì)大型球冠蜂窩防熱層灌注要求，對(duì)球冠蜂窩防熱層自動(dòng)灌注系統(tǒng)進(jìn)行研究，提出自動(dòng)灌注系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案，并重點(diǎn)對(duì)自動(dòng)灌注機(jī)器人和灌注裝置進(jìn)行詳細(xì)的分析、計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，為實(shí)現(xiàn)防熱

2、層的自動(dòng)灌注提供技術(shù)支持，本論文的研究具有重要理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
　　論文主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)研究確定球冠蜂窩防熱層自動(dòng)灌注系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案。分析球冠蜂窩結(jié)構(gòu)防熱層工件的結(jié)構(gòu)參數(shù)和灌注要求，確定自動(dòng)灌注系統(tǒng)的功能和工藝流程;并根據(jù)系統(tǒng)的功能和工藝流程要求，確定球冠蜂窩防熱層自動(dòng)灌注系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案，明確自動(dòng)灌注機(jī)器人、防熱層灌注裝置、工件安裝平臺(tái)、蜂窩檢測(cè)裝置和控制裝置等系統(tǒng)基本組成。
　　(2)對(duì)自動(dòng)

3、灌注機(jī)器人方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)球冠蜂窩防熱層結(jié)構(gòu)參數(shù)和自動(dòng)灌注系統(tǒng)總體方案，分析確定自動(dòng)灌注機(jī)器人功能和自由度;在此基礎(chǔ)上進(jìn)行自動(dòng)灌注機(jī)器人方案設(shè)計(jì)和選型分析，通過對(duì)三種不同自動(dòng)灌注機(jī)器人的配置方案進(jìn)行對(duì)比分析，最終確定一種新型框架式串并混聯(lián)灌注機(jī)器人設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)內(nèi)容包括框架式移動(dòng)機(jī)構(gòu)和位姿調(diào)整機(jī)構(gòu)。
　　(3)對(duì)灌注機(jī)器人位姿調(diào)整機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)配置和運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。確定灌注機(jī)器人位姿調(diào)整機(jī)構(gòu)的平動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)和姿態(tài)調(diào)整機(jī)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)形式，

4、在此基礎(chǔ)上對(duì)平動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)和姿態(tài)調(diào)整機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析;劃分球冠蜂窩防熱層工件工作區(qū)域，確定位姿調(diào)整機(jī)構(gòu)的工作空間范圍，對(duì)其進(jìn)行尺寸綜合;對(duì)平動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，并根據(jù)球冠蜂窩結(jié)構(gòu)防熱層的灌注要求進(jìn)行平動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)和姿態(tài)調(diào)整機(jī)構(gòu)具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)件的選型，確定灌注機(jī)器人位姿調(diào)整機(jī)構(gòu)的總體結(jié)構(gòu)，建立三維實(shí)體模型。
　　(4)對(duì)灌注機(jī)器人框架式移動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。根據(jù)灌注機(jī)器人位姿調(diào)整機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)和球冠蜂窩結(jié)構(gòu)防熱層的灌

5、注要求，對(duì)框架式移動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，完成框架式移動(dòng)機(jī)構(gòu)的尺寸綜合和傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)上根據(jù)框架式移動(dòng)機(jī)構(gòu)的技術(shù)參數(shù)，對(duì)兩移動(dòng)軸進(jìn)行詳細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和選型計(jì)算，完成框架式移動(dòng)機(jī)構(gòu)的三維實(shí)體建模。
　　(5)對(duì)防熱層灌注裝置進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。根據(jù)球冠蜂窩防熱層的灌注要求和自動(dòng)灌注機(jī)器人的結(jié)構(gòu)參數(shù)，對(duì)防熱層灌注裝置進(jìn)行詳細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。根據(jù)自動(dòng)灌注系統(tǒng)的灌注功能，確定防熱層灌注裝置的基本組成包括防熱材料給料容器、注射裝置、旋轉(zhuǎn)裝置和