面向汽车柔性装配的并联机构性能优化与可靠性研究

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1、HebeiUniversityofEngineering硕士学位论文题目：面向汽车柔性装配的并联机构_________性能优化与可靠性研究作者姓名：张海强指导教师：崔国牮教桴学科专业：机械工程所在学院：机电工程学院提交论文日期：2015年5月14日独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研宄工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得河北工程大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研宄做出重要贡献的个人和集体，均己在论文中作了明确

2、的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名:签字曰期:年f月>2^学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解河北工程大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权河北工程大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：球4诗签字日期：年y月^/日导师签名:签字日期:>>'r年广月日工学硕士学位论文面向汽车柔性装配的并联机构性能优化与可靠

3、性研究河北工程大学2015年5月分类号：TH112密级：公开UDC：单位代码：10076工学硕士学位论文面向汽车柔性装配的并联机构性能优化与可靠性研究作者姓名：张海强指导教师：崔国华教授申请学位级别：工学硕士学科专业：机械工程所在单位：机电工程学院授予学位单位：河北工程大学ADissertationSubmittedtoHebeiUniversityofEngineeringFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringPerformanceOptimizationandReliabilityResearcho

4、fParallelManipulatoronAutomotiveFlexibleAssemblyCandidate：ZhangHaiqiangSupervisor：Prof.CuiGuohuaAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：MechanicalEngineeringCollege/Department：CollegeofMechanicalandElectricalEngineeringHebeiUniversityofEngineeringMay,2015摘要摘要本论文

5、面向汽车自动化装配制造领域的实际应用需求，将具有位姿能力的少自由度并联机构应用于白车身柔性装配输送定位装备的研发，提出了基于3-PUU型三平动自由度并联机构的柔性输送定位单元，对该并联机构进行运动学分析、多目标尺度综合和性能评价研究，同时考虑不确定因素的影响，对该并联机构进行了可靠性和稳健性分析，为研发具有自主知识产权的汽车柔性制造装备奠定理论与技术基础。主要内容包括：（1）依据白车身柔性装配的任务需求特性，对白车身输送定位机构及整体系统进行总体设计，提出基于3-PUU型三自由度并联机构的四点支撑白车身输送定位整体布局方案构建由4个并联机器人模块

6、组成的六自由度柔性输送定位平台。（2）对3-PUU型三自由度并联机器人机构进行运动学分析，基于矢量法和坐标变换理论建立该型并联机构的运动学逆解模型，，利用速度影响系数法推导出机构的速度雅可比矩阵，建立机构的运动学模型。考虑3-PUU型并联机构的服役环境与功能需求，建立了工作空间、运动灵巧性、刚度、承载能力和精度等性能评价指标。（3）开展并联机构的工作性能多目标优化研究，建立了该机构的多目标优化设计数学模型，基于Isight-PE的全局多目标梯度混合算法，对设计空间进行Pareto搜索，最后从Pareto解集中选取机构的最优Pareto解。在建立机

7、构局部性能指标和全局性能指标的基础上，本文提出最优工作区域的概念，根据局部性能指标的范围及全域性能指标的取值，定义约束条件，在工作空间中筛选出满足约束条件的位姿集合点，建立了该机构灵巧度、刚度、承载能力、精度的最优工作区域。（4）并联机构的可靠性稳健性分析。综合考虑了机构的杆长误差、驱动副误差、铰点误差等，建立了基于运动精度的可靠性模型和稳健性模型，考虑机构运动过程中的不确定性因素，对机构进行了可靠性稳健性分析。（5）基于RecurDyn的虚拟样机设计。结合工程实际，把在SolidWorks中建好的柔性系统的三维模型导入到RecurDyn仿真软件

8、中，对虚拟样机仿真模型添加约束、运动副以及接触，结合工程实际需求对其进行运动学仿真分析。面向汽车制造业的发展与并联机器人的创新应用，本文