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Stewart平臺式并聯機床的干涉計算

  專論文316,3打平臺式并聯機床的干涉計算軸電機不發生干涉的條件,以及兩種常用鉸鏈不發生干涉的條件。

  1引1并聯機床與傳統機床結構形式相差較大,其關鍵構件的運動不象傳統機床那樣規則,并聯機床在工作過程中,其構件干涉的可能要比傳統機床大得多,能發生千涉的構件數目也相付較多。用此在并聯機床整體設計零構件設計以及仿真分析過程中,千涉計算及檢驗顯得十分重要。

  文;以基廠36式81平臺的并聯機床為例進行了干涉分析。在36式31平臺中,動平臺上有3個鉸鏈靜平臺上有6個鉸鏈。連桿的伸縮運動靠驅動螺母來實現,當絲杠縮短時,部分絲杠將向后方伸出,此時絲杠伸出部分可能發生干涉;當動平臺位姿改變時,動靜平臺間的各連桿連桿與電機都可能發生涉此外動靜個臺上的鉸鏈木身。有1能超越極限位進而發生下涉歸納起來該結構中可能發生兩類干涉連桿之間的干涉,連桿與主軸電機的干涉;2動靜平臺上的鉸鏈干涉。

  第類干;步問實際是空間兩段柱體的,涉,求解該問的關鍵在,計算空間兩線段之間的*短趴離;第類干涉問足般的結構。涉,根據鉸鏈文首先將討論空間兩交錯線段之間說件距離的求法,以及空間兩圓柱不干涉的條件;其次,由于并聯機床的聯接副般使用轉動副和球面副,在聯接副的涉計算中,各種角度的汁算是必須的。所以。文中給出36式并聯機床的角度算和兩種連接副的不干涉條件。

  2空間交錯線段的*短距離+共面的兩條線段在空間的相對位置不阽其*短距離的求法也將不同,1列舉了兩線段的幾種相對位置,其中坐標系的2軸是兩條線段燦與2的進行軌跡規劃。仿真結果明,在推導出的約束關系下,雙臂能順利地進行軸孔裝配。

  1霄孔戴忭曼雙臂軸孔裝配是項非常復雜的工作,本文僅是從運動學角度探討了雙臂軸孔裝配需滿足的關系,真正到實現雙鍔的軸孔裝配,述有許1名復雜和細致的工作,這待1我們裸組在今后的研,中力,成。

  i袁軍,黃心漢。陳錦江。機器人裝配作業控制技術1.機器人,i994lfiD56M.

  21張孓,商私叫大,茁十如叫的機人裝配作卟建模及裝配路徑優化方法的研究。機器人。199203207213.

  E剛。吳廣順,張傳英。機器人主動裝配作業的人工神經網絡系基金項目國家自然科學基金資助項目59875004;北京航空航天大學2工程資助項目公垂線?,F分巾情況進行分別說明t情況1如閣1.,空間兩條線段的公垂線的難足都在線段則公垂線的長度為兩線段的,小跟離情況2空間兩條線段的公垂線的足個在線段個在線段的延長線此時心分3種情況討論,其不意出,1.中,4點到60的垂線垂足在線段,則叫線段間的跑離應該是!點到,的距離;種情況中,點到2,的垂線垂足超出了,點,則兩線段的*短距離為也;14情況中,點到0,的垂線垂足超出了7點,則兩線段的*柬距離為,了。

  情況3空間兩條線段的公垂線的垂足都不在線段之上,則兩線段間的*短距離為靠近垂足的兩個端點的連線,1.

  通過5且平行于的平面,的方程為0或其延長線上的垂足即為〃2與7,的交點,聯因為2都和!正交,且滿足式3,故所以將記為燦上間公難線的長度為1燦,某兩個端點間的距離為以水0點為必上某點到0上的距離以點為例3空間交錯圓柱體不干涉條件根據以上士論得出求解兩線段間*短距離的算法如下根據空間兩線段人8,0,求其公垂線及其垂足,如果兩個垂足都在線段上,則公垂線的長度即為兩線段的*短距離。

  如果個垂足上線段,個乖足在線段線段上趴離難足近的那個端點,作4條線段的垂線,如采該垂線的垂足在條線段。則兩條線段間的*短距離為該端點到另線段的距離,否則為該端點到另條線段。離垂足較近端點的連線長度如果兩個垂足都在線段以外,則兩線段間的*短距離,為兩線段中靠近垂足端端點的連線長度。

  1面求解寧間兩線公垂線的長度及垂足=設80的單位方向向量分別為1和心。用以請的線段1;0的方程如廠由上面的分析可知,空間兩交錯線段之間的*短距離,*終歸結為線段上某兩點之間的距離。設空間兩段圓柱體的軸線某兩點連線向紀兩圓柱的軸線的夾角分別為則兩圓柱不干涉的條件為不是從圓柱面而是從圓柱端面穿來時亥條件。有點寬松,但對于設計來說是趨于安乍的,4角度計算洲,展成的平面的法線為角度計算主要是為鉸鏈的設計及干涉檢驗服務校,旅嬉愿沒,刮,36式53,平臺及其坐標系3,每兩條連桿和靜平臺上的個邊構成個角形,取連桿12組成的個角形作為研究對象,31.5,=2,6代第根桿的單位矢連桿1和連桿2的夾角可以4成5鉸鏈的不干涉條件在許聯機床中。,般采用球面副或者兒個轉動副在4狂中,是轉動副兩構件軸線的夾角,山辦分別為對應鉸鏈寬度的半,灸為轉動中心到干涉點的趴離,該鉸鏈兩個構件+干涉的糸件為6干涉撿驗程序流程根據以上分析可知,只要知道各連桿的方向矢量及相關的結構參數就可以進行干涉檢驗。運用并聯機床的反解公式??梢苑奖愕厍蟪鲞B桿的方向。給定動臺的姿態及運動軌跡,可以按以過程進廳干涉檢驗,山如網3速立坐標系。在坐標系中用矢量根據給定的動平臺位置姿態,運用反解計算各連桿的矢量。

  根據計算空間兩線段之間的*短距離的算法。求解相鄰兩連桿的軸線段以及連桿4主軸電機軸線段之間的*短距離。

  根據空間交錯圓柱體不干涉條件,判斷3中計算的各要素之間是否干涉,如果干涉,記錄并打印干涉信息,然后執行下步;否則,直接執行下步。

  5報據角度汁算的公式,求解備關鍵角度,6由鉸鏈的不干涉條件判斷鉸鏈是否干涉,如果干涉,記錄并打印干涉信息,然后回到第2步,否則直接回到第2步,進行下個位姿的檢驗。

  7結束語從并聯機床的結構設計出發,分析了基于36式31平臺的并聯機床可能發生干涉的若干情況,給出了并聯機床的連桿與連桿連桿與主軸電機之間*短距離的計算方法和不發生干涉的條件,此外也給出了并聯機構中鉸鏈夾角的計算公式和兩種常用鉸鏈不下涉條件,為并聯機床的總體結構設計鉸鏈的設計以及并聯機床運動仿真運行中的干涉檢驗提供了詳細的計算方法。

  在角度計算部分,文中僅僅給出了種簡單情形平臺中,由個轉動副構成的自由度鉸鏈單元的干涉計算相對較為復雜,更精確全面的計算方法筆者將在后續文章中闡述。

  在扎中為桿的半徑為球的半么為球心陷入到安裝球面的深度,為桿軸線擺動錐頂半角,該鉸鏈+千涉的條件為南開大學數學系空間解析幾何引論編寫組??臻g解析幾何引論4.北京人民教育出版社,1978.

  陳。虛軸鉆尖刃磨機研制5.北京航空航天大學博士后研究工作報告。北京北京航空航天大學,19.

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