基于串并聯(lián)的三自由度搬運(yùn)機(jī)器人研究.pdf

1、隨著機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展,工業(yè)機(jī)器人得到了廣泛的應(yīng)用。作為工業(yè)機(jī)器人成員之一的高速搬運(yùn)機(jī)器人對(duì)實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化,提高生產(chǎn)效率具有重要意義。高速搬運(yùn)機(jī)器人是代替人類勞動(dòng),完成搬運(yùn)工作的一種工業(yè)機(jī)器人,廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)品的包裝與運(yùn)輸。高速搬運(yùn)機(jī)器人的機(jī)構(gòu)形式對(duì)機(jī)器人快速搬運(yùn)性能有著顯著的影響,本文將對(duì)快速搬運(yùn)性能進(jìn)行深入研究,設(shè)計(jì)新的機(jī)器人的機(jī)構(gòu)與運(yùn)動(dòng)方式,以滿足實(shí)際工業(yè)需求。
　　本文針對(duì)汽車零部件制造加工行業(yè),分析了國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有高

2、速搬運(yùn)機(jī)器機(jī)構(gòu),結(jié)合實(shí)際搬運(yùn)需求、機(jī)器人的可靠性和經(jīng)濟(jì)性,提出了一種新型串并混聯(lián)三自由度機(jī)器人。兩伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)兩平行直線模塊運(yùn)動(dòng),使機(jī)器人末端作豎直高速運(yùn)動(dòng)和縱向直線運(yùn)動(dòng)。兩直線模塊固定在一伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的橫置直線模塊上,橫置直線模塊帶動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人作橫向運(yùn)動(dòng)。該機(jī)器人具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、系統(tǒng)慣量低、定位精度高、剛度高,易于實(shí)現(xiàn)高速、高加速度。在運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)兩方面對(duì)機(jī)器人進(jìn)行深入分析。運(yùn)動(dòng)學(xué)方面,通過(guò)構(gòu)型分析,選擇了一種最優(yōu)結(jié)構(gòu)。基于雅可比矩陣

3、分析了機(jī)器人的靈巧度與奇異位置。建立機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,分析結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)機(jī)器人速度、加速度性能的影響。在此基礎(chǔ)上,利用全局性能指數(shù)和傳動(dòng)角兩指標(biāo),優(yōu)化了機(jī)器人的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)空間。動(dòng)力學(xué)方面,通過(guò)建立的拉格朗日動(dòng)力學(xué)方程,求出了機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)力。同時(shí)分析了機(jī)器人不同構(gòu)件對(duì)驅(qū)動(dòng)力輸入的影響,為結(jié)構(gòu)選材與驅(qū)動(dòng)選擇提供了理論支持。最后建立了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),對(duì)機(jī)器人的位置精度、工作空間、重復(fù)性精度這些指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)定。實(shí)驗(yàn)證明,所設(shè)計(jì)的機(jī)器人是可行的,滿足最初