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

1、隨著航天技術(shù)快速發(fā)展，航天裝備自動化程度要求越來越高。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灌注方法，還沒有實現(xiàn)自動化，不僅效率低，而且灌注質(zhì)量不穩(wěn)定。尤其是針對大空間球冠結(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。為此本文針對大型球冠蜂窩防熱層灌注要求，對球冠蜂窩防熱層自動灌注系統(tǒng)進行研究，提出自動灌注系統(tǒng)總體設(shè)計方案，并重點對自動灌注機器人和灌注裝置進行詳細的分析、計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計，為實現(xiàn)防熱

2、層的自動灌注提供技術(shù)支持，本論文的研究具有重要理論意義和實際應(yīng)用價值。
　　論文主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)研究確定球冠蜂窩防熱層自動灌注系統(tǒng)總體設(shè)計方案。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灌注系統(tǒng)總體設(shè)計方案，明確自動灌注機器人、防熱層灌注裝置、工件安裝平臺、蜂窩檢測裝置和控制裝置等系統(tǒng)基本組成。
　　(2)對自動

3、灌注機器人方案進行設(shè)計。根據(jù)球冠蜂窩防熱層結(jié)構(gòu)參數(shù)和自動灌注系統(tǒng)總體方案，分析確定自動灌注機器人功能和自由度;在此基礎(chǔ)上進行自動灌注機器人方案設(shè)計和選型分析，通過對三種不同自動灌注機器人的配置方案進行對比分析，最終確定一種新型框架式串并混聯(lián)灌注機器人設(shè)計方案，設(shè)計內(nèi)容包括框架式移動機構(gòu)和位姿調(diào)整機構(gòu)。
　　(3)對灌注機器人位姿調(diào)整機構(gòu)進行結(jié)構(gòu)配置和運動學分析。確定灌注機器人位姿調(diào)整機構(gòu)的平動并聯(lián)機構(gòu)和姿態(tài)調(diào)整機構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)形式，

4、在此基礎(chǔ)上對平動并聯(lián)機構(gòu)和姿態(tài)調(diào)整機構(gòu)進行運動學分析;劃分球冠蜂窩防熱層工件工作區(qū)域，確定位姿調(diào)整機構(gòu)的工作空間范圍，對其進行尺寸綜合;對平動并聯(lián)機構(gòu)進行動力學分析，并根據(jù)球冠蜂窩結(jié)構(gòu)防熱層的灌注要求進行平動并聯(lián)機構(gòu)和姿態(tài)調(diào)整機構(gòu)具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計以及相關(guān)標準件的選型，確定灌注機器人位姿調(diào)整機構(gòu)的總體結(jié)構(gòu)，建立三維實體模型。
　　(4)對灌注機器人框架式移動機構(gòu)進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。根據(jù)灌注機器人位姿調(diào)整機構(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，對框架式移動機構(gòu)進行相應(yīng)結(jié)構(gòu)設(shè)計，完成框架式移動機構(gòu)的尺寸綜合和傳動方案的設(shè)計，在此基礎(chǔ)上根據(jù)框架式移動機構(gòu)的技術(shù)參數(shù)，對兩移動軸進行詳細的結(jié)構(gòu)設(shè)計和選型計算，完成框架式移動機構(gòu)的三維實體建模。
　　(5)對防熱層灌注裝置進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。根據(jù)球冠蜂窩防熱層的灌注要求和自動灌注機器人的結(jié)構(gòu)參數(shù)，對防熱層灌注裝置進行詳細的結(jié)構(gòu)設(shè)計。根據(jù)自動灌注系統(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