开题报告-刘传飞

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2、译（封面、译文、原文）1二二二○二○○○一一一一○○○○年年年年三三三三月月月月学号：：：06406213常常州常州州大州大大学大学毕业设计（（论文（论文））开题报告）开题报告（（（2010届届届）届）））题题题目目目并联喷涂机的动力学建模与分析学学学生生生刘传飞学学学院院院机械与能源工程学院专专专业专业业业班班班班级级级级机制062校内指导教师朱小蓉专业技术职务副教授校外指导老师专业技术职务二二二○二○○○一一一一○○○○年年年年三三三三月月月月常州大学本科生毕业设计(论文)开题报告题目：并联

3、喷涂机的动力学建模与分析一、前言1．课题研究的意义、国内外研究现状和发展趋势(1)课题研究的意义喷涂即是把涂料均匀涂布在基体表面，形成连续、致密的涂膜。涂膜对于基体具有保护、装饰或其他特殊作用。而喷涂机就是产生该涂膜的机器，其好坏直接影响涂膜的优良程度。喷涂广泛应用于各行各业中，对于优良的喷涂机构应用前景非常广阔。并联机构具有结构刚度大、承载能力强、定位和运动精度高以及惯性低等优点，将其应用于喷涂机具有重要意义。高运动精度、定位、稳定性强的并联喷涂机形成的涂层均匀、连续、致密。还可根据需要控制并

4、联机构的运动过程，对基体特定位置加厚涂层，大大加强了涂层所要起到的作用。此外，并联机构的强定位、高运动精度在喷涂过程中可以避免不必要的喷涂，提高喷涂效率，节约涂料。本课题对并联喷涂机构运动学、动力学的研究，为并联喷涂机机构的动态性能分析、机构优化设计、系统控制等实际应用提供可靠依据。(2)国内外研究现状和发展趋势并联机构(ParallelMeehanism)，是空间机构学的一个重要分支。它一般是指动平台和定平台通过两个或两个以上独立的闭环运动链相连接，机构具有两个或两个以上的自由度，以并联方式驱

5、动的一种闭环机构[1]。目前知道的最早并联机构是数学家Cauchy于1895年开始研究的一种“关节连接的八面体”。并联机构的研究最早可追溯到20世纪，1938年Pollard提出采用并联机构为汽车喷漆。1949年，Gough提出用一种并联机构的机器(即Stewart平台机构)检测轮胎，这是真正得到运用的并联机构。之后由于并联机构的突出优点，其吸引了越来越多的研究学者，其应用范围也越来越广泛，从具有节能、经济、安全、不受场地和气候条件限制等优点的飞行模拟器到被称为“21世纪的机床”的“虚拟轴机床”

6、、充分发挥并联机构工作空间不大但精度和分辨率都非常高之特点的微型操作精密机器人以及近几年可达宇宙飞船上补给物品和人员交流目的的空间对接机构等。在1965年，英国工程师Stewart提出了具有6自由度的Stewart平台并将其应用于飞行模拟器。1978年，澳大利亚机构学教授Hunt将Stewart第1页共6页常州大学本科生毕业设计(论文)开题报告平台应用于机器人[2]。随后，并联机构在并联机器人的研究下得到深入发展。自20世纪80年代以来，世界各国的机构学学者先后开展了对少自由度(一般自由度数为2

7、～5)并联机器人的研究。特别是3自由度并联机器人问题的研究相对较多，像著名的Delta机器人、3-RRR机器人、3-RPS机器人等。一般来说，对称的、分支不再含有闭环的少自由度并联机构才会具有最典型的性质。如果不特别要求各向同性，或仅针对某种具体情况，非对称的机构可能更合适一些。国内外都提出了一些典型的非对称机型，如瑞典的Tricept机器人、天津大学的Trivariant机器人，还有如高峰[4]、刘辛军、杨廷力[5]等都综合出了许多非对称并联机构。随着并联机构的发展，其应用范围也越来越广，尤其

8、是在机床方面的应用。1994年，美国Gridding&Lewis公司首先展出Variax型并联机床。之后，美国Ingersoll公司推出采用并联机构的VOH1000、HOH600型加工中心。这些早期（1994~1999年）开发的并联运动机床，由于工作空间、工作精度以及性能价格比等原因，并未在实际生产中应用。直到2000年前后，并联运动机床在运动学原理、机床设计方法、制造工艺、控制技术、动态性能研究和工业应用方面才取得重大突破[2]。并联运动机构与传统机构相比具有很多优点：1）结构简单，传动链极短