一种三维实体测量与重构装置的夹持装置研究

摘要

三维实体测量与重构装置以一种基于浮力测量的非接触方法为理论基础,具有精度高、速度快、成本低等优点,本文研究并设计了一种适用于该装置的夹持装置,在整体装置中起到重要作用。主要功用是按照测量要求能够控制任意形状被测物体准确、快速的完成测量。按功能可划分为夹紧机构和旋转机构两部分,分别实现对任意形状被测物体的装夹和旋转。
　　定位和夹紧是夹紧机构部分两个互相联系的功能。通过计算,确定任意形状被测物体可选定位面和夹紧面,对夹紧机构定位和夹紧面上被夹持物体可选定位面进行分析,从而确定夹紧机构的原理方案;根据原理方案,进行结构设计,运用Pro/E软件对夹紧机构进行虚拟结构设计,得到参数化模型。分析表明,所设计的夹紧机构能够实现对任意形状被测物体的稳定夹持。
　　旋转机构的实质是分度机构的选择,通过对现有分度机构的理论分析比较,确定选用弧面分度凸轮机构。对凸轮机构进行参数计算、运动规律优化等从而完成旋转机构的设计。夹持装置的选型对机构以及整体装置性能有很大影响,合理的选型能够避免旋转机构给实体重构带来不确定性误差。设计了夹紧机构和旋转机构及机构与整体装置之间的连接件,设计了机构的自动化控制,从而得到了完整的夹持装置。对夹紧机构关键元件应用有限元变形分析进行了强度刚度校核,对凸轮机构进行装配和运动仿真,结果表明所设计的夹持装置能够进行实际应用,并满足三维实体测量与重构装置的性能要求。
　　夹持装置的应用是测量与重构装置的扩展,为装置实现自动化提供了必要的组成部分,有很大的实际价值。设计过程有一定的理论意义,对类似结构设计具有参考价值。

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第一章 绪论

§1.1 课题来源

§1.2 国内外研究现状

§1.3 研究内容与方法

§1.4 研究意义

第二章 夹持装置的功能分析与选型

§2.1 夹持装置的功能分析与设计要求

§2.2 夹持装置的结构选型

§2.3 本章小结

第三章 夹持装置的夹紧机构研究与设计

§3.1 设计要求

§3.2 夹紧机构原理设计与可行性论证

§3.3 夹紧机构的结构设计

§3.4 夹紧杆的力学分析

§3.5 夹紧机构的虚拟设计与有限元分析

§3.6 本章小结

第四章 夹持装置的旋转机构研究与设计

§4.1 设计要求

§4.2 分度机构的选用

§4.3 结构设计

§4.4 控制系统的设计

§4.5 夹持装置的装配与仿真分析

§4.6 本章小结

第五章 总结与展望

§5.1 本文研究内容总结

§5.2 存在的问题与展望

参考文献

致谢

作者在攻读硕士期间的主要研究成果