【摘要】：消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品的大量消費(fèi)帶動(dòng)了高頻變壓器及其相關(guān)行業(yè)的快速發(fā)展。然而,受制于生產(chǎn)設(shè)備的更新滯后,小型高頻變壓器線圈、電感線圈的生產(chǎn)仍屬于勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè),人工勞動(dòng)強(qiáng)度大且效率低。工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的引入對(duì)對(duì)提高變壓器繞線行業(yè)的整體競(jìng)爭(zhēng)力有著重要的作用,同時(shí)對(duì)類(lèi)似的存在升級(jí)潛力的行業(yè)都有著重要的借鑒意義。本課題以高頻變壓器繞線機(jī)器人的設(shè)計(jì)過(guò)程為研究?jī)?nèi)容,首先對(duì)高頻變壓器進(jìn)行需求分析、確定了機(jī)器人的功能與性能參數(shù)隨后提出機(jī)器人的設(shè)計(jì)方案;之后,建立機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,獲得了機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)正逆解并推導(dǎo)得到了雅克比矩陣;隨后,使用MATLAB腳本語(yǔ)言對(duì)RVC工具箱二次開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了一種用于機(jī)器人工作空間可視化分析的工具箱;在此之后,使用ADAMS軟件建立了繞線機(jī)器人虛擬樣機(jī),針對(duì)機(jī)器人典型工作位姿和工況進(jìn)行了逆動(dòng)力學(xué)分析;隨后,建立了主要零部件的三維有限元分析模型,針對(duì)機(jī)器人可能的典型工況進(jìn)行了強(qiáng)剛度分析,同時(shí)進(jìn)行了繞線機(jī)器人在重力下的預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析;采用笛卡爾空間軌跡規(guī)劃方法為繞線機(jī)器人指定了一種可行作業(yè)軌跡,使用MATLAB/SIMULTNK與ADAMS聯(lián)合仿真得到各關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)參數(shù)。最后,選定主要零部件的型號(hào)參數(shù),進(jìn)行控制系統(tǒng)的軟硬件搭建,得到繞線機(jī)器人的物理樣機(jī),對(duì)其運(yùn)行穩(wěn)定性和非奇異位置重復(fù)性進(jìn)行了試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果證明了設(shè)計(jì)方案的可行性。
【圖文】：

OPTIONS)，其中，L 指已創(chuàng)建的連桿對(duì)象；options 指可以根據(jù)需要初始化。建立繞線機(jī)器人對(duì)象如下：SerialLink(L,'name','繞線','tool',t,'base',k)用 L 對(duì)象（連桿）構(gòu)建了機(jī)器人對(duì)象，名稱初始化為“繞陣；世界坐標(biāo)系向基坐標(biāo)系的變換矩陣為 k。步驟分別建立了連桿對(duì)象和機(jī)器人對(duì)象，完成了主體的實(shí)供的大量方法和屬性，有必要對(duì)一些屬性進(jìn)行初始化。人對(duì)象的各個(gè)關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)范圍：0 -100 -209 -190 -210 -360]; 135 76 190 30 360];eg2rad(qlimd);eg2rad(qlimu);qlim=[qmin' qmax'];2rad 是角度單位轉(zhuǎn)換函數(shù)，功能是將角度從角度制轉(zhuǎn)換為中提供的函數(shù)是以弧度為運(yùn)算單位導(dǎo)致的。

西安理工大學(xué)碩士學(xué)位論文本次研究采用的蒙特卡羅法除了具備不需要求解解析式的優(yōu)點(diǎn)之外，還具備利于幾何圖解法使用的優(yōu)點(diǎn)，數(shù)據(jù)結(jié)果通過(guò)代碼可以直觀的以圖形方式顯示，甚至更優(yōu)于幾何圖解法，通過(guò)分層截面的算法可以顯示三維各個(gè)截面上的分布情況。主程序界面主體可以分為上下兩大部分，上下分別是圖形顯示區(qū)域和數(shù)據(jù)顯示區(qū)域。而上半部分從左向右可以分成四列區(qū)域，分別是：繞線機(jī)器人工作空間軸測(cè)顯示區(qū)、x-y平面投影顯示區(qū)、x-z 平面投影顯示區(qū)、機(jī)器人參數(shù)賦值區(qū)。其中，，工作空間顯示區(qū)還具有設(shè)置樣本點(diǎn)數(shù)和繪制、清除的功能，其中，‘繪制可達(dá)點(diǎn)分布三維圖’功能通過(guò)圖 4-5 的算法流程實(shí)現(xiàn)。機(jī)器人參數(shù)賦值區(qū)主要包含兩類(lèi)參數(shù)，分別是：DH 參數(shù)、關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)范圍，如圖 4-7 所示，共 36 個(gè)參數(shù)通過(guò)‘可編輯文本框’配合取值程序在調(diào)用時(shí)從文本框中讀取。程序界面的下半部分從左向右分別是：工作空間計(jì)算顯示區(qū)域、x-y 平面投影包絡(luò)矩形尺寸顯示區(qū)域、x-z 平面投影包絡(luò)舉行尺寸顯示區(qū)域以及工作空間包絡(luò)長(zhǎng)方體尺寸。這三個(gè)包絡(luò)區(qū)域的數(shù)據(jù)是通過(guò)循環(huán)比較，在坐標(biāo)軸的三個(gè)方向取最值來(lái)求解。
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TP242

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2538176