自動上下料的欠驅(qū)動機械臂的設(shè)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(guān)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(fù)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(guān)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(shè)計了用于上下料作業(yè)的欠驅(qū)動機械臂。
　　本文首先分析了所設(shè)計的上下料欠驅(qū)動機械臂的技術(shù)指標(biāo)和工作原理，并推導(dǎo)出其中關(guān)鍵部件連桿機構(gòu)的運動數(shù)學(xué)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(guān)節(jié)的長度以及轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系。同時建立關(guān)鍵部件連桿機構(gòu)的虛擬樣機模型，利用ADAMS軟件進(jìn)行仿真實驗，驗證欠驅(qū)動機械臂的工作原理，應(yīng)用實驗結(jié)果指導(dǎo)連桿機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。同時比較仿真試驗測量結(jié)果與連桿機構(gòu)的理論模型計算結(jié)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(qū)動機械臂的技術(shù)指標(biāo)與理論分析與仿真試驗結(jié)果，利用工程軟件Sol

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