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三坐标POGO柱的结构设计及其力学特性、动态特性分析

陈琪  
【摘要】: 在传统的飞机装配中,需要采用大量的装配型架,用于夹紧、定位、支撑飞机的各个部件,然后通过人工辅助进行对接装配。这种装配方法的自动化程度低,产品生产效率低下,质量不稳定,对不同产品的适应性差。为了克服传统的基于固定型架的模拟量装配的缺点,现代飞机装配普遍采用一种基于三坐标POGO柱的数字化柔性装配技术。 本文首先回顾了基于模拟量的传统飞机装配方式,分析了并联机构、多机器人位姿调整机构的应用情况和优缺点,提出了论文的研究目标和主要内容。 其次,对数字化飞机装配基础单元一一三坐标POGO柱进行了结构设计与原理分析。对POGO柱的驱动元件伺服电机、传动元件滚珠丝杠的选择进行了详细的设计计算和分析。 第三,对三坐标POGO柱进行静力学分析,采用有限元分析软件ABAQUS对调姿机构的主要零件进行刚度及强度分析,获得应力、应变图,从而校核零件的强度和刚度,并对危险部位进行优化设计。然后对主要零件进行了模态分析,预知可能产生共振的危险部位,获得结构改进的依据。 第四,建立POGO柱单轴位置伺服系统的数学模型,用simulink仿真和实验分析相结合的方法,对三坐标POGO柱的动态特性进行了分析。结果表明,三坐标POGO柱能够快速、准确地跟踪位置指令,并具有很好的抗干扰性,能够提高飞机调姿和装配的质量和效率。 最后,总结论文的主要工作,并指出未来研究的方向。


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