飞机蒙皮钻孔机器人研究与结构设计

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飞机的装配在飞机制造业中处于关键地位,在实际的装配生产过程中需要的连接众多导致工作量特别大。故在飞机装配中蒙皮的制孔环节是非常关键的,而钻孔机器人在制孔的过程中的应用又是非常重要的。在国外对钻铆系统的应用范围已经较为广泛,随着相应技术的不断发展轻型的自动化钻孔系统也已崭露头角,但我国在此领域内的涉及相对较为基础,故对飞机蒙皮的钻孔机器人进行研究具有很大的战略意义。本文提出了一种结构小重量轻的钻孔机器人,以此机器人为研究对象的具体研究内容如下:(1)首先根据收集到的国内外对钻孔系统的相关研究的相关文献对此技术的研究现状进行了分析,确定了本文的研究内容。(2)提出了本文中的钻孔机器人的要求,并对要求进行了相应的分析将机器人按照功能进行划分,而后逐步得到了此制孔机器人的整体设计方案。(3)对前文的所设计的已经具有整体框架的机器人按照已有的功能模块进行具体的机械结构设计,对其运动原理进行了分析。对其进行了结构的优化,使其在满足设计要求的情况下能够具有尽可能小的外部尺寸,从而具有合理的受力结构从而使机器人部件在工作中受力合理。对其主要部件以及整机进行强度和刚度校核确保了机器人在工作中能够满足设计要求,并对成品元件进行了设计选型,通过在Soliworks中建立三维模型得到了机器人具体模型。(4)对机器人进行运动学分析来验证了本文机器人机构的正确性以及机器人具有足够的工作空间,在Matlab软件中进行的这一仿真过程。并对机器人进行了动力学分析,对各关节的驱动元件的选择和校核进行了验证,在Adams软件中分别就机器人各个运动的动力学进行的仿真分析过程。(5)在以上的工作的基础之上对本文中的钻孔机器人进行了实体样机的研制,并对其驱动系统进行了简单的设计,对其运动及钻孔功能进行了验证。
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