西林瓶自动喂料设备设计与开发

摘要

目前我国绝大多西林瓶罐装生产企业已经实现了西林瓶罐装生产的自动化，而在西林瓶罐装之后的包装喂料环节的生产自动化程度低，传统的人工喂料的方式不仅效率低下，而且会对西林瓶针剂产生二次人为污染。为了解决上述问题，本文研究设计了一种西林瓶自动喂料机，具体工作如下：
　　首先，在对企业进行了实际调研基础上，提出了凸轮分割器与机械手负压法相结合的喂料方案，设计了自动喂料机的各主要部件，并阐述了其工作原理。设计的西林瓶自动喂料机工作过程包括：机械手码瓶、传送带送盒、凸轮分割器带动十字转盘翻转以及挡板带送瓶四个环节，带传动机构均采用同步齿形带结构，在保证西林瓶自动喂料机的传动精度的同时，起到缓冲吸振和过载保护的作用。
　　其次，对机械手位置和姿态进行了分析，采用D-H建模方法对西林瓶自动喂料机码料机械手进行了运动学建模，推导出正逆运动学方程，采用代数法对所求的运动学逆解进行验算，进而验证了逆解的正确性。同时，采用三次插值法对码料机械手各关节的轨迹方程进行了规划，优化了码料机械手的运动路径。
　　最后，采用ADAMS仿真分析软件对码料机械手虚拟样机进行了运动学仿真分析，给出了各关节的角速度、角加速度及末端位移轨迹曲线图。将仿真出的码料机械手末端轨迹与理论路径进行对比分析，验证了规划路径的正确性，为后面样机的研制提供了理论依据；采用ANSYS有限元软件对码料机械手的大臂进行了静力学的分析以及结构的拓扑优化，优化了机械手大臂整体质量与结构，从而降低了喂料机整体能量损耗并提高了其工作效率。
　　本文所设计的西林瓶自动喂料机实现了西林瓶自动喂料，且结构合理、动作简单，保证了喂料的及时性，可替代人工喂料方式，防止对西林瓶的二次人为污染，提高了西林瓶灌装生产线集成性与自动化程度，研究成果为相关技术研究提供参考。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 课题的研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 相关设计方法概述

1.4 本文主要研究内容

1.5 本章小结

第2章 西林瓶自动喂料机总体设计

2.1 自动喂料机主要技术指标及设计原则

2.2 自动喂料机结构组成及工作原理

2.3 自动喂料机上料方案设计

2.4 自动喂料机上料方案的确定

2.5 自动喂料机关键部件设计与三维建模

2.6 本章小结

第3章 码料机械手的运动学分析及路径规划

3.1 码料机械手运动学概述

3.2 码料机械手运动学建模

3.3 码料机械手的正、逆解

3.4 码料机械手运动学实例验证

3.5 码料机械手的轨迹规划

3.6 本章小结

第4章 码料机械手运动学仿真分析

4.1 ADAMS仿真软件概述

4.2 ADAMS常用约束类型及函数概述

4.3 码料机械手虚拟样机模型的建立

4.4 码料机械手运动学仿真结果分析

4.5 本章小结

第5章 码料机械手大臂有限元分析及拓扑优化

5.1有限元法及ANSYS软件简介

5.2 码料机械手大臂ANSYS模型建立

5.3 码料机械手大臂结构有限元仿真及结果分析

5.4 码料机械手大臂结构拓扑优化

5.5 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 论文总结

6.2 研究展望

致谢

参考文献

作者简介

攻读硕士学位期间研究成果