贴片LED高速分选机并联分选机构运动学研究

【摘要】本文主要的研究内容是并联分选机构的机械结构设计和相关运动学分析。该并联机构主要应用在分选LED芯片的自动化生产设备中。随着LED芯片的广泛应用,越来越多的厂家开始参与到LED设备的研发生产领域,面对激烈的市场竞争,如何提高设备的速度和稳定性成为关键。对于单独的分选机而言,合理的分选机构是充分提升设备速度的最根本因素。在调研了现有的分选机构后,发现现有的串联分选机构,传动链过长、高负载等因素制约了其分选速度的提升,因此本文从这两种主要因素出发,提出用并联机构代替现有的串联机构,即一种可以绕3个轴转动的3RSS/S并联机构。这种机构多条支链同时运动,传动链分流到了各支链上,有效减轻了分选机构的整体质量,而且在各支链的相互作用下,执行机构在空间内可以实现绕三个坐标轴的旋转运动,满足分选要求,符合实际需要。根据设计要求,本文设计了两种不同安装方式的3RSS/S并联结构,并且对两种安装方式进行分析比较,选择其中一种建立了虚拟的三维实体模型,并进行装配。其中,确定了每个零件的实际尺寸,并且应用Ansys有限元分析软件对该机构中的零部件进行受力分析,确保所设计的零部件满足实际使用要求。结合设计的两种不同安装方式的3RSS/S并联结构,分别给出了它们各自的运动学逆解方程的一般形式；并且对其运动学正解进行分析,同样得到一组非线性方程。推导出了该机构的雅可比矩阵,为该机构后续的理论研究奠定了基础。应用遍历搜索的方法,在运动学逆解的基础上,限定运动副的转角,给出了该机构运行的工作空间。最后使用Pro/Engineer进行了运动仿真,验证了位置求解模型结果,得到执行机构末端运行的速度和加速度曲线。结果表明：本文建立的3RSS/S并联机构能够符合LED芯片分选的要求。
【作者】赵晓龙；
【导师】张君安；赫东锋；
【作者基本信息】西安工业大学，机械制造及其自动化，2014，硕士
【关键词】新型机构；并联机器人；三自由度；运动学分析；

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