復合材料縫紉機械手臂與單邊縫紉機構設計與研究.pdf

1、復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用，并且隨著復合材料成型制造技術的不斷發(fā)展提高，逐漸被用于生產加工機構的主要關鍵部件，這也對復合材料的性能提出了更高的要求。傳統(tǒng)的復合材料成型工藝由于加工方式的制約，使復合材料層間性能較弱，當受到外部載荷時容易發(fā)生層間破壞，嚴重降低復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，對復合材料進行縫紉，利用縫紉纖維，增強復合材料的層間性能，提高其斷裂韌性和沖擊損傷容限等性能。同

2、時單邊縫紉技術可以對復雜曲面的復合材料預型件進行縫紉，具有更廣泛的適用性。
　　根據(jù)任務要求，完成復合材料縫紉機械手臂的結構設計，采用工業(yè)機器人夾持單邊縫紉機構，完成對復合材料的縫紉動作。主要進行的工作有：
　　1.根據(jù)現(xiàn)有資料以及國內外研究現(xiàn)狀，設計制造五自由度工業(yè)機器人的結構設計方案，確定結構尺寸和傳動系統(tǒng)設計，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力云圖；
　　3.根據(jù) D-H參數(shù)法，建立機器人的運動學模型，求解機器人的運動學正逆問題，得出各個關節(jié)變量與末端位移之間的關系，為以后的編程控制打下基礎。根據(jù)運動學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及動力學分析，得出機器人各關節(jié)的驅動扭矩的數(shù)學方程；

4、r>　　4.在ADAMS和MATLAB中對機器人進行運動學以及動力學仿真，得出機器人運動曲線，以及各個關節(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，為機器人結構的優(yōu)化提供了理論基礎；
　　5.根據(jù)單邊縫紉機構的原理以及結構簡圖，在Pro/E中建立夾持手爪與纖維縫紉機構的三維模型，根據(jù)縫紉任務的特點，對縫紉機構進行運動規(guī)劃，最后對纖維縫紉機構進行運動仿真，得出引線機構、鉤線機構與挑線機構的運動曲線，