自動上下料的欠驅動機械臂的設計.pdf

1、目前用于上下料作業(yè)的串聯(lián)機械手常用多六自由度關節(jié)臂機械手，其具有運動靈活、作業(yè)半徑大的優(yōu)點，但也存在需要多個電機協(xié)同控制、控制系統(tǒng)復雜、成本高等缺點?，F(xiàn)有的上下料作業(yè)經(jīng)常只需利用二自由度、或三自由度運動實現(xiàn)，六自由度關節(jié)臂機械手并不適用于該類作業(yè)。本文根據(jù)上下料作業(yè)所需運動特點，設計了用于上下料作業(yè)的欠驅動機械臂。
　　本文首先分析了所設計的上下料欠驅動機械臂的技術指標和工作原理，并推導出其中關鍵部件連桿機構的運動數(shù)學模型，用于確

2、定編碼器與制動器的安裝位置，并找出末端手爪的中心位置、兩種運動模式下的機械臂的運動范圍與各個關節(jié)的長度以及轉角之間的關系。同時建立關鍵部件連桿機構的虛擬樣機模型，利用ADAMS軟件進行仿真實驗，驗證欠驅動機械臂的工作原理，應用實驗結果指導連桿機構優(yōu)化設計。同時比較仿真試驗測量結果與連桿機構的理論模型計算結果，找出兩者之間的差異，并分析其產(chǎn)生原因。
　　本文根據(jù)上下料欠驅動機械臂的技術指標與理論分析與仿真試驗結果，利用工程軟件Sol

3、idworks設計其組成部分結構與選材，設計了虛擬樣機。欠驅動機械臂采用帶有滾輪的支撐機構作為底座，通過步進電機驅動連桿機構運轉，控制末端夾持器的運動。機械臂能夠到達的位置通過角位移傳感器實時測量關節(jié)轉動角度，由電磁制動器鎖定與松開機架，實現(xiàn)連桿機構兩種運動方式。本文使用ANSYS分析軟件對機械臂各關鍵部件進行力學分析，分析結果表明各關鍵部件的設計是合理的。
　　另外本文在ANSYS workbench中進行了欠驅動機械臂連桿機構