齒輪打磨機(jī)器人設(shè)計(jì)和研究.pdf

1、機(jī)器人可以被看作是一種能夠擴(kuò)展人類(lèi)工作能力的有效工具，工業(yè)機(jī)器人是機(jī)器人家族中的一個(gè)重要分支，是機(jī)器人領(lǐng)域的重要研究發(fā)展方向。一般工廠(chǎng)用大齒輪齒面磨損比較厲害，為了節(jié)約成本，一般會(huì)焊接后進(jìn)行打磨。手工打磨不僅打磨效率和質(zhì)量低下，磨屑也危害人體健康。為了提高生產(chǎn)效率及改善作業(yè)環(huán)境，研制了打磨機(jī)器人，以實(shí)現(xiàn)打磨過(guò)程的自動(dòng)化、智能化。
　　首先，本文設(shè)計(jì)了一臺(tái)四自由度的特種機(jī)器人—打磨機(jī)器人，由打磨機(jī)器人各個(gè)關(guān)節(jié)的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)完成對(duì)齒輪輪齒

2、漸開(kāi)線(xiàn)的自動(dòng)化打磨任務(wù)。先根據(jù)打磨的要求，確定機(jī)器人的機(jī)構(gòu)組成以及自由度和關(guān)節(jié)坐標(biāo)形式。然后，以Solidworks軟件為基礎(chǔ)，對(duì)打磨機(jī)器人總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
　　然后，以機(jī)械手為研究對(duì)象，采用Denavit-Hartenberg方法建立了連桿坐標(biāo)系下的機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，應(yīng)用齊次變換矩陣建立運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，以及求運(yùn)動(dòng)學(xué)模型的整反解，推導(dǎo)出運(yùn)動(dòng)中各關(guān)節(jié)角度公式。根據(jù)打磨要求和齒輪的參數(shù)確定了漸開(kāi)線(xiàn)方程，再對(duì)各關(guān)節(jié)角度進(jìn)行仿真，并確定各個(gè)

3、桿件以及打磨頭的參數(shù)。
　　最后，在笛卡爾空間的軌跡規(guī)劃則深入討論了直線(xiàn)函數(shù)插值和圓弧插值。根據(jù)漸開(kāi)線(xiàn)的特點(diǎn)確定了時(shí)間分割法的漸開(kāi)線(xiàn)插補(bǔ)方法，應(yīng)用Matlab軟件對(duì)漸開(kāi)線(xiàn)進(jìn)行插補(bǔ)，得到各個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)據(jù)，并分析其誤差。各個(gè)關(guān)節(jié)位置變化連續(xù)、平滑，速度和加速度平穩(wěn)，能滿(mǎn)足精度要求。在已知機(jī)器人機(jī)構(gòu)參數(shù)和漸開(kāi)線(xiàn)插補(bǔ)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，應(yīng)用Matlab中的SimMechanics工具箱對(duì)機(jī)器人進(jìn)行仿真，得出各個(gè)桿件的運(yùn)動(dòng)情況以及各個(gè)關(guān)節(jié)的受