装谷物机械臂的结构设计与仿真.docVIP

装谷物机械臂的结构设计与仿真 摘 要 本论文在综述机械手的研究和发展现状的基础上，结合现代化农业机器人的发展趋势，全面分析了装谷物机械手功能进行结构设计及动态仿真分析。 本论文所设计的机械手臂采用圆柱坐标系的机械结构形式，主要分为以下五大的设计： 底座和立柱的设计； 竖直臂升降的设计； 水平臂伸缩的设计； 机械臂的旋转的设计； 抓取机构的设计。 同时对机械手臂的执行机构进行设计，对各个驱动元件的行程，定位等进行筛选，选出最适合的型号，以满足机械手臂在运行中的定位精度以及运动速度等方面的要求。然后根据各个模块之间的连接关系设计连接件的结构，最后对机械手臂进行三维建模与动态仿真。 关键词：机械手臂，结构设计，仿真分析 Structure DesignAnd Simulation Of Grain Loading Manipulator Abstract On the basis of summarizing the research and development of the manipulator, combining the development trend of the modern agricultural robot, the paper analyzes the structure design and dynamic simulation of the grain-loading manipulator. In this paper, the design of the mechanical arm using the mechanical structure of the Cylindrical coordinate system, mainly divided into the following five modules: design of Base and Column Module; design of vertical arm lifting module; design of horizontal arm expansion module; design of rotating module of mechanical arm; 5）design of Mechanical Claw Module. At the same time, the actuator of the manipulator is designed, the stroke and location of each driving element are screened, and the most suitable model is selected to meet the requirements of the manipulator in positioning accuracy and moving speed. Then, according to the connection relationship between each module, the structure of the connector is designed. Finally, the 3D modeling and dynamic simulation of the manipulator are carried out. Keywords: Mechanical arm, structural design, simulation analysis目 录 1 前言1 1.1 本研究目的、意义1 1.2 .1本设计在国内外研究现状1-2 1.2.2存在的问题 2 1.3 本设计应解决的主要问题2-3 2装谷物机械臂调研分析4 2.1市场调研4 2.2设计原理5 2.3机械手的坐标形式和自由度及基本参数的确定5-7 3机械臂的模块化设计8 3.1 抓取机构模块的结构设计8-9 3.1.1抓取机构的设计9-14 3.2底座与立柱模块的结构设计14-18 3.3水平伸缩臂模块的结构设计,18 3.3.1水平伸缩臂的零件设计18-23 3.4竖直升降臂模块的结构设计24 3.4.1竖直臂的零件设计与选用24-25 3.5机械臂旋转模块结构设计25-26 4机械臂的动态仿真27 4.1抓取机构模块的动态仿真分析27 4.2底座与立柱模块的动态仿真分析28 4.3水平伸缩臂模块的动态仿真分析28-29 4.4竖直臂伸缩模块的动态仿真分析29 4.5机械臂旋转模块的动态仿真分析30 4.6仿真小结30 参考文献31 致谢32 PAGE 30 1 前言 随着人类经济水平的不断