袋式碼垛機(jī)器人系統(tǒng)的研究.pdf

1、近年來，隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，機(jī)器人技術(shù)發(fā)展非常迅速，工業(yè)機(jī)器人已成為一種高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，為工業(yè)自動(dòng)化發(fā)揮了巨大作用，其應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷的擴(kuò)展和深化。與此同時(shí)，碼垛機(jī)器人以其在機(jī)械結(jié)構(gòu)、靈活性、適用范圍以及成本等方面的優(yōu)勢，使其應(yīng)用變得越來越廣泛，并逐步成為一種發(fā)展趨勢。
　　本文以4-DOF混聯(lián)碼垛機(jī)器人為研究對(duì)象，研究內(nèi)容涉及碼垛機(jī)器人的結(jié)構(gòu)學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)。其中，著重對(duì)碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究，旨在用于

2、指導(dǎo)碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)性能優(yōu)化，以及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。主要內(nèi)容為:
　　根據(jù)碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)的本質(zhì)特征，結(jié)合其工作情況的需要對(duì)其進(jìn)行了總體方案設(shè)計(jì)，確定了碼垛機(jī)器人的結(jié)構(gòu)形式及其運(yùn)動(dòng)參數(shù)和尺寸參數(shù)，并用ANSYS軟件對(duì)碼垛機(jī)器人關(guān)鍵部件前大臂、后大臂、大臂連桿及小臂進(jìn)行了有限元分析，證明了其主要部件的強(qiáng)度和剛度是滿足工作要求的。
　　采用齊次坐標(biāo)變換和D-H矩陣法對(duì)工業(yè)碼垛機(jī)器人進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)求解，得到工業(yè)碼垛機(jī)器人的運(yùn)

3、動(dòng)學(xué)方程及所有關(guān)節(jié)位置的正反解析解;運(yùn)用速度雅可比矩陣，對(duì)碼垛機(jī)器人進(jìn)行了速度和加速度分析，得到了較為簡潔明了的速度和加速度表達(dá)式。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合該機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)學(xué)與運(yùn)動(dòng)學(xué)分析結(jié)果，對(duì)碼垛機(jī)器人的結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡化，并將簡化后的結(jié)構(gòu)拆分為左支鏈和右支鏈，用Kane方法推導(dǎo)出其動(dòng)力學(xué)方程。
　　最后，運(yùn)用ADAMS軟件對(duì)碼垛機(jī)器人進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析，得到了碼垛機(jī)器人末端點(diǎn)的位移、速度和加速度等曲線圖，發(fā)現(xiàn)其位移、速度變化平滑，加速度有輕微波