多自由度可控碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析與仿真.pdf

1、近年來(lái)，隨著工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展和碼垛技術(shù)的日益成熟，碼垛機(jī)器人獲得飛躍發(fā)展，被應(yīng)用到越來(lái)越多的領(lǐng)域。傳統(tǒng)碼垛機(jī)器人或多或少存在一些不足之處，如關(guān)節(jié)笨重、剛度差、慣量大、誤差累積大等?；谝陨峡紤]，本文將對(duì)所設(shè)計(jì)的新型碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)進(jìn)行研究。該機(jī)構(gòu)是基于現(xiàn)代機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)理論與方法綜合設(shè)計(jì)出來(lái)的，采用可控機(jī)構(gòu)，通過(guò)適當(dāng)?shù)目刂颇K由多個(gè)伺服電機(jī)共同控制運(yùn)動(dòng)輸入以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的柔性化運(yùn)動(dòng)輸出，并且將驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝在機(jī)架上，避免了鉸接處慣量大和剛性差等問(wèn)

2、題，改善了機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性和動(dòng)力特性，可以較好地實(shí)現(xiàn)高速、準(zhǔn)確、可靠、連續(xù)的碼垛作業(yè)。
　　 本文首先簡(jiǎn)要介紹傳統(tǒng)碼垛機(jī)器人結(jié)構(gòu)類型及特點(diǎn)，接著分析所設(shè)計(jì)的多自由度可控碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)，并利用約束螺旋理論計(jì)算其自由度。其次，根據(jù)多自由度可控碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)，建立該碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型，采用約束方程和閉環(huán)矢量法并通過(guò)參考坐標(biāo)系單獨(dú)求解和齊次變換法求解相結(jié)合的方式，推導(dǎo)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，獲得末端執(zhí)行

3、器的位置、速度及加速度的正反解，而后結(jié)合五桿機(jī)構(gòu)的奇異特性采用Jacobian矩陣代數(shù)法與幾何法分析機(jī)構(gòu)的奇異性，同時(shí)借助隱函數(shù)存在定理求解出機(jī)構(gòu)的工作邊界條件，從而求得機(jī)構(gòu)的工作空間。接著，采用動(dòng)態(tài)靜力學(xué)分析方法，通過(guò)機(jī)構(gòu)各桿件的力和力矩平衡方程建立其動(dòng)態(tài)靜力學(xué)數(shù)學(xué)模型。最后，利用Pro/E軟件建立該碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)的三維實(shí)體模型，并導(dǎo)入ADAMS/View軟件中進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)態(tài)靜力學(xué)數(shù)值仿真，驗(yàn)證該機(jī)構(gòu)的可行性及所建模型的合理性，為其