低负荷六轴工业机械手的设计与仿真.docVIP

低负荷六轴工业机械手的设计与仿真 摘 要 随着我国工业生产自动化进程的加速,工业机械手的使用变得更加普遍.本文结合机器人技术和虚拟样机技术,实现对机械本体的设计与优化、静力学仿真和样机的底层算法设计. 首先,针对机器人技术和、低负荷类工业机械臂实例进行大量知识储备和学习研究,确定多项设计参数,确定总体设计方案、传动方案.其次,根据设计的参数和方案,利用软件以自上而下建模方式构建虚拟样机,并实现完整的装配、约束、材质设定、工艺参数设定.再次,根据三维模型利用仿真出末端的工作范围,并对设计参数进行优化.根据新的参数确定电机、减速器设计参数,并利用插件对模型关键部件做应力和变形分析,实现模型再优化.最后在优化后的模型基础上,建立各个连杆对应的坐标系,完成虚拟样机的位姿描述,建立方程, 实现末端与底座的位姿变换.根据算法推算运动方程的解. 关键词：虚拟样机技术；六轴工业机械手；优化设计；静力学仿真；算法；逆解 , . , , . , , . , , , , . , . . . , . . ： ; ； ; ; ; 目 录 \ \ \ 一级标题,二级标题,三级标题,参考附录致谢,前言 \ 前 言 \ \ ． 绪 论 \ \ 工业机械手简介 \ \ 工业机械手选题背景 \ \ 工业机械手研究意义 \ \ 研究内容 \ \ . 低负荷六自由度工业机械手方案设计 \ \ 机械手设计定位 \ \ 机械手设计方案准备 \ \ 与机械手有关的概念 \ \ 机械手分类 \ \ 传动方案设计 \ \ 确定设计参数 \ \ . 样机设计与优化 \ \ 虚拟样机技术简介 \ \ 软件及其插件介绍 \ \ 机械手方案设计与分析 \ \ 初步建立机械手模型 \ \ 传动部分的计算 \ \ 电机与减速器的选择 \ \ 机械手结构分析与优化 \ \ 静应力分析 \ \ 有限元分析与结构优化 \ \ 机械手轨迹优化 \ \ . 基于的六自由度机械手运动学方程求解 \ \ 确定坐标系 \ \ 确定广义连杆坐标系的连杆参数 \ \ 建立六自由度机械手数学模型 \ \ 六自由度机械手求解 \ \ 机械手位姿描述与转换基础 \ \ 机械手运动分析 \ \ 求解机械手的逆解 \ \ . 总结与展望 \ \ 参考文献 \ \ 附 录 \ \ 致 谢 \ 低负荷六轴工业机械手设计与仿真 前 言 工业自动化经过最近多年的迅速发展,许多工业发达国家都开始广泛地采用工业机械手和自动化生产线,工业机器人技术作为先进制造业的典范,已成为一个国家制造业和科技水平的重要标志. 通过查阅王兴松教授大量机器人技术教学视频和熊有伦教授早年大量文献资料和对机器人技术进行更加系统性的学习,通过对新松、和多种型号的工业机械手的学习与分析,对国内外机器人现状有了比较深入的认识和详细的了解.在这样的基础上,结合低负荷通用六自由度工业机械手的设想,实现六自由度机械手方案创成、模型设计、静力学分析、仿真优化、底层算法设计. 由于作者水平有限的,难免有错误和遗漏指正,请多多指正. ． 绪 论 工业机械手简介 工业机械手可以模仿人的 \ 手臂 手臂,而且能够实现各种工业作业任务.这种具有多关节连结结构并允许在平面内或者 \ 三度空间 三维空间进行运动或使用线性位移移动的 \ 机器人 机器人系统,由机械手部分、 \ 控制器 控制器部分、伺服系统部分、 \ 感应器 感应器部分构成,由控制系统根据作业需求设定指令动作,完成工业作业任务,其中六自由度工业机械手是最典型、应用广泛的工业机械手之一. 图为公司的 机械手, 用处广泛、操作灵便,几乎可以应用于全部行业的作业任务,比如物料的搬运与装卸、零