層碼垛機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及動態(tài)性能分析.pdf

1、近年來，機(jī)器人技術(shù)發(fā)展非常迅速，各種用途的機(jī)器人在各個領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。于此同時，碼垛技術(shù)也獲得了飛速發(fā)展，尤其是機(jī)器人碼垛發(fā)展更為迅猛，這種發(fā)展趨勢是與當(dāng)今制造領(lǐng)域出現(xiàn)的多品種小批量的發(fā)展趨勢相適應(yīng)的。鋁錠層碼垛機(jī)器人是整條鋁錠連鑄生產(chǎn)線中重要的環(huán)節(jié)，它的動靜態(tài)性能直接影響著整條生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率。我國在機(jī)器人的研究和應(yīng)用方面與工業(yè)化國家相比還有一定的差距，因此研究和設(shè)計(jì)各種機(jī)器人特別是工業(yè)機(jī)器人是有實(shí)際意義的。本文的工作是圍繞一個關(guān)

2、節(jié)型層碼垛機(jī)器人的設(shè)計(jì)和分析進(jìn)行的。
　　 本文首先根據(jù)鋁錠連鑄生產(chǎn)線的工作要求確定機(jī)器人的各項(xiàng)基本技術(shù)指標(biāo)，為機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。在參考多種相關(guān)機(jī)器人的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了機(jī)器人的整體方案和機(jī)械結(jié)構(gòu)，層碼垛機(jī)器人是四自由度關(guān)節(jié)型串聯(lián)機(jī)器人，所有關(guān)節(jié)均采用轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)，確定了采用伺服電機(jī)和RV減速器的傳動方案。在對機(jī)器人關(guān)鍵工作狀況進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，選取了各關(guān)節(jié)電機(jī)、減速器的具體型號，給出了主要零部件的結(jié)構(gòu)參數(shù)圖。
　　 采

3、用D-H法建立層碼垛機(jī)器人的數(shù)學(xué)模型，推導(dǎo)了機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)方程，對其運(yùn)動學(xué)和雅可比矩陣進(jìn)行求解，此外，對機(jī)器人的工作空間進(jìn)行了分析并對機(jī)器人關(guān)節(jié)速度和加速度進(jìn)行了分析。在此基礎(chǔ)上，運(yùn)用拉格朗日法對層碼垛機(jī)器人進(jìn)行了動力學(xué)分析，推導(dǎo)出各個桿件的動力學(xué)方程，求出各個關(guān)節(jié)的驅(qū)動力矩。應(yīng)用ADAMS軟件對層碼垛機(jī)器人進(jìn)行了運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)的仿真，驗(yàn)證了理論推導(dǎo)的正確性。最后運(yùn)用ANSYS軟件對機(jī)器人進(jìn)行了靜力和動態(tài)力的有限元分析，目的是為了檢驗(yàn)設(shè)