復(fù)合材料縫紉機械手臂與單邊縫紉機構(gòu)設(shè)計與研究.pdf

1、復(fù)合材料作為一種高性能的新型材料，正在得到日益廣泛的應(yīng)用，并且隨著復(fù)合材料成型制造技術(shù)的不斷發(fā)展提高，逐漸被用于生產(chǎn)加工機構(gòu)的主要關(guān)鍵部件，這也對復(fù)合材料的性能提出了更高的要求。傳統(tǒng)的復(fù)合材料成型工藝由于加工方式的制約，使復(fù)合材料層間性能較弱，當(dāng)受到外部載荷時容易發(fā)生層間破壞，嚴(yán)重降低復(fù)合材料制品的抗損傷性能。因此，可以采用單邊纖維縫紉技術(shù)，對復(fù)合材料進行縫紉，利用縫紉纖維，增強復(fù)合材料的層間性能，提高其斷裂韌性和沖擊損傷容限等性能。同

2、時單邊縫紉技術(shù)可以對復(fù)雜曲面的復(fù)合材料預(yù)型件進行縫紉，具有更廣泛的適用性。
　　根據(jù)任務(wù)要求，完成復(fù)合材料縫紉機械手臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計，采用工業(yè)機器人夾持單邊縫紉機構(gòu)，完成對復(fù)合材料的縫紉動作。主要進行的工作有：
　　1.根據(jù)現(xiàn)有資料以及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，設(shè)計制造五自由度工業(yè)機器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，確定結(jié)構(gòu)尺寸和傳動系統(tǒng)設(shè)計，完成伺服電機及減速器的選型。在Pro/E中，完成整個機器人的三維建模；
　　2.在ANSYS中對機器人的

3、大臂、小臂進行靜力分析，得出其形變位移云圖和應(yīng)力云圖；
　　3.根據(jù) D-H參數(shù)法，建立機器人的運動學(xué)模型，求解機器人的運動學(xué)正逆問題，得出各個關(guān)節(jié)變量與末端位移之間的關(guān)系，為以后的編程控制打下基礎(chǔ)。根據(jù)運動學(xué)的解求出機器人的理論運動空間，了解機器人的工作范圍，同時采用分層投影的方式觀測工作空間內(nèi)的空洞及空腔位置。根據(jù)達朗貝爾-拉格朗日原理以及拉格朗日方程組對機器人進行靜力學(xué)及動力學(xué)分析，得出機器人各關(guān)節(jié)的驅(qū)動扭矩的數(shù)學(xué)方程；

4、r>　　4.在ADAMS和MATLAB中對機器人進行運動學(xué)以及動力學(xué)仿真，得出機器人運動曲線，以及各個關(guān)節(jié)在運動過程中的扭矩變化曲線，以及可以直觀的了解機器人的運動過程中的受力情況，為機器人結(jié)構(gòu)的優(yōu)化提供了理論基礎(chǔ)；
　　5.根據(jù)單邊縫紉機構(gòu)的原理以及結(jié)構(gòu)簡圖，在Pro/E中建立夾持手爪與纖維縫紉機構(gòu)的三維模型，根據(jù)縫紉任務(wù)的特點，對縫紉機構(gòu)進行運動規(guī)劃，最后對纖維縫紉機構(gòu)進行運動仿真，得出引線機構(gòu)、鉤線機構(gòu)與挑線機構(gòu)的運動曲線，