類SCARA并聯(lián)機(jī)器人機(jī)械臂動(dòng)態(tài)分析與仿真.pdf

1、　　柔性并聯(lián)機(jī)器人比傳統(tǒng)的剛性并聯(lián)機(jī)器人在重量輕、能耗小、精度高等方面更能顯示出其優(yōu)越性，與此同時(shí)，在高速度、高精度運(yùn)作的情況下，柔性并聯(lián)機(jī)器人桿件的振動(dòng)對(duì)于動(dòng)平臺(tái)的位置誤差、方向誤差有重要影響。
　　固有頻率反映了振動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性，基于固有頻率的機(jī)械臂結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化對(duì)提高柔性機(jī)械臂的動(dòng)態(tài)性能起關(guān)鍵性的作用。
　　本文研究的是一種并聯(lián)機(jī)構(gòu)硅片搬運(yùn)機(jī)器人，在機(jī)構(gòu)構(gòu)型分析、工作空間、及運(yùn)動(dòng)學(xué)動(dòng)力學(xué)分析之后，分析了機(jī)械臂動(dòng)態(tài)

2、柔性特征，研究了柔性機(jī)械臂的動(dòng)力學(xué)特性、振動(dòng)微分方程、固有頻率影響系數(shù)、尺寸優(yōu)化及有限元模態(tài)仿真等關(guān)鍵技術(shù)，為柔性并聯(lián)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)提供了有力的參考依據(jù)。
　　首先，針對(duì)并聯(lián)機(jī)器人的機(jī)構(gòu)特點(diǎn)，選擇位移模式，建立彈性廣義坐標(biāo)，計(jì)算系統(tǒng)的彈性動(dòng)能和彈性勢(shì)能，通過(guò)Lagrange方程推導(dǎo)出系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程。
　　其次，針對(duì)柔性并聯(lián)機(jī)器人系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的特點(diǎn)，建立振動(dòng)微分方程，并求系統(tǒng)固有頻率。由機(jī)構(gòu)工作中頻率特性考慮，固有頻率越

3、大，機(jī)械臂工作誤差越小。然后，通過(guò)分析系統(tǒng)內(nèi)各桿剛度和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量對(duì)固有頻率的影響對(duì)系統(tǒng)各參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　最后，在ANSYS 環(huán)境下建模仿真，驗(yàn)證結(jié)構(gòu)參數(shù)的正確可行性。進(jìn)行瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析、模態(tài)分析，并確定結(jié)構(gòu)中由此產(chǎn)生的應(yīng)力、應(yīng)變和變形。
　　上述研究成果為解決機(jī)器人高速度和高精度操作時(shí)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化問(wèn)題以及如何有效控制彈性振動(dòng)、得到動(dòng)平臺(tái)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)態(tài)特性奠定了理論基礎(chǔ)，進(jìn)一步完善了類 SCARA動(dòng)平臺(tái)可連續(xù)回轉(zhuǎn)并聯(lián)機(jī)