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振动传输是一门利用振动实现工件定向传输的技术,振动料斗是振动传输的典型应用。在自动化生产和装配中自动上料和定向传输是不可或缺的环节,而振动料斗由于具有上料效率高、易于定向、经济实用等特点,得到了广泛应用。现阶段对于工件振动传输运动过程的分析还不够深入,在日常的教学、科研以及培训中还缺少有效的专业仪器用来讲解、演示或研究振动传输机理。因而本文在对工件传输进行深入研究的基础上,对已有的教学平台进行优化。设计了以直线式振动料斗为核心辅助以控制系统、人机交互系统的示教平台,主要研究内容包括:
⑴对直线式振动料斗进行了动力学建模,针对已有平台中料斗料槽两端振动不均的现象,提出了料斗的三自由度模型,找出了振动不均产生的原因,为示教平台的优化提供了理论基础。
⑵对工件振动传输状态进行了运动学分析,得出了工件各种运动形态发生的基本条件;通过将工件运动分为“滑移”与“跳跃”两种模式,具体分析了工件振动传输的基本规律。在“跳跃”模式中引入了一维弹性碰撞理论,分析了工件与料槽相互碰撞的过程。从而深入的阐述了示教平台中工件传输的机理。
⑶分析了几种常见激振波形对工件传输的影响,在分析过程中引入了傅里叶变换理论,将复杂的波形简单化,得出了不同激振波形下工件的传输速率。
⑷对现有教学平台进行了优化:以环氧树脂板代替弹簧钢,对弹性系统进行了重新设计;对料斗底座进行了全新设计,减少了料槽两端振动不均匀性;对硬件电路进行了优化,增强了系统的可靠性:对人机交互模块进行了优化。增强了系统的操作性与直观性。
⑸对工件传输运动学分析过程进行了仿真,得出工件在不同运动学参数下的传输速度,并通过示教平台对结果进行了验证,结果基本吻合,使得对工件传输机理的阐述更具科学性。