現(xiàn)有的碼垛機器人以串聯(lián)式為主,該類型機器人以工作靈活、工作空間大且成本較低而著稱。但串聯(lián)式結(jié)構(gòu)要求將驅(qū)動電機安裝在關節(jié)處,同時會增大機械臂整體質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量,導致末端執(zhí)行器發(fā)生振動;且串聯(lián)式結(jié)構(gòu)易于積累關節(jié)誤差,不適用于精度較高的碼垛工作。本文基于串聯(lián)式碼垛機器人在實際生產(chǎn)中的局限性,結(jié)合可控式機構(gòu)和并聯(lián)機構(gòu)的理念,設計出一種新型碼垛機器人,考慮將大多數(shù)驅(qū)動元件安裝在機架上,不僅能減少機械臂自身負載,還可以改善整體力學性能,并為提高碼垛機器人動靜態(tài)性能提供一種設計思路。本文從以下幾個方面展開研究工作:（1）基于開放副閉合法對碼垛機器人進行型綜合研究。從所得的40種運動鏈圖中篩選出優(yōu)選方案;以提高承載能力和運動精度為目的,對所得的構(gòu)型進行改進,進而設計出一種新型可控碼垛機器人;通過繪制環(huán)路模塊圖和計算自由度,驗證設計的合理性。（2）對所設計的碼垛機器人進行運動學分析。首先運用D-H法求解機器人的位姿正、逆解;其次采用復數(shù)向量法推導機器人的速度正、反解;隨后采用MATLAB遍布法繪制機器人的理論工作空間;最后針對運動副間隙對機構(gòu)運動學的影響進行分析,基于改進的粒子群算法,提出一種誤差補償方... 

【文章來源】：廣西大學廣西壯族自治區(qū) 211工程院校

【文章頁數(shù)】：119 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１?＿?１碼蛛機器人??Ｆｉｇ．?１－１?Ｐａｌｌｅｔｉｚｉｎｇ?ｒｏｂｏｔ??

廣西大學專業(yè)■項士學位論文?可控碼操機器人機構(gòu)ｉｓ：計及考慮運動副間隙的動靜態(tài)ｔ生能研究??設計而成的一種新型碼垛機器人，該機器人結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，工作靈敏度高，可??實現(xiàn)較為復雜的運動輸出，但是承載能力不足，執(zhí)行末端易產(chǎn)生振動，致使精度不佳。??由以上分析可知，碼垛機器人運動過程包括在水平面做伸縮運動、在豎直面做升降運動、??末端抓手調(diào)整姿態(tài)時的旋轉(zhuǎn)運動以及旋轉(zhuǎn)機架的運動。則至少需要４個自由度方能保證??碼垛機器人完成既定工作。設計主構(gòu)型時，至少需要２個自由度。??￥??ｇＨＢ??Ｉ??Ａ??圖２－１串聯(lián)式碼垛機器人??Ｆｉｇ．?２－１?Ｐａｌｌｅｔｉｚｉｎｇ?ｒｏｂｏｔ?ｗｉｔｈ?ｓｅｒｉｅｓ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??２．３新型碼垛機器人主構(gòu)型的型綜合研究??２．３．１構(gòu)型設計要求??（１）為了提高末端承載能力和機構(gòu)穩(wěn)定性，需要將該機構(gòu)設計為閉環(huán)式；??（２）根據(jù)工程機械實際要求，若將電機安裝在驅(qū)動關節(jié)上會加大轉(zhuǎn)動慣量，增大??末端振動幅度，故需要盡可能把驅(qū)動件安裝在機架上或降低驅(qū)動元件的水平高度；??（３）為保證機構(gòu)的可靠性，同時降低制造、裝配難度以及能量損耗，設計機構(gòu)時??擬采用低副連接；??（４）在滿足工作要求的前提下，為了降低加工成本和結(jié)構(gòu)復雜程度，首選構(gòu)件數(shù)目??較少的機構(gòu)。??２．３．２連桿類配方案??連桿類配是指在保證自由度不變的前提下，以原始運動鏈為基礎，推導出與其具有??相同桿數(shù)和運動副數(shù)的運動鏈方案？�，F(xiàn)以連桿類配方案為基礎，通過閉合開放副的方??法對碼垛機器人進行構(gòu)型綜合研宄。??１０??

；當開放副相互連接時，兩開放副元素構(gòu)成一完整運動副，記??為閉合運動副，用記號“。”表示；記兩開放副之間所包含的線段數(shù)目為其邊數(shù)，用阿拉??伯數(shù)字表示。此外，為保證機構(gòu)的可靠性且降低制造、裝配難度以及能量損耗，在主構(gòu)??型中只考慮低副連接。在工程實際中，為提髙執(zhí)行器承載能力和工作穩(wěn)定性，需將機構(gòu)??設計為閉環(huán)結(jié)構(gòu)，即所有的開放運動副均需要閉合，且同一多副桿上開放運動副均視為??等效。??現(xiàn)以連桿類配方案ＶＩ為例進行分析，在此方案下桿件分布如下圖所示：??／／／／／／?／?傘攀??圖２－２連桿類配方案ＶＩ對應的桿件??Ｆｉｇ．?２－２?Ｌｉｎｋｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｓｃｈｅｍｅ?ＶＩ??經(jīng)計算，￡２＝１４，晃＝３，盡＝５，則盡－￡３－￡５＝６。需要先把二副桿兩兩閉合??以減少６個開放運動副，然后再與多副桿相連以形成封閉的運動鏈。閉合后二副桿中含??有桿件的數(shù)目如下表所示：??表２－２開放副閉合后二副桿中桿件數(shù)目表??Ｔａｂｌｅ?２－２?Ｔｈｅ?ｎｕｍｂｅｒ?ｏｆ?ｌｉｎｋｓ?ｉｎ?ｔｗｏ－ｐａｉｒ?ｌｉｎｋ?ａｆｔｅｒ?ｃｌｏｓｅｄ－ｐａｉｒ??二副桿中桿??數(shù)?Ｋ?Ｋ＇?Ｋ２?Ｋ，?Ｋ４??方案??????１２?１１０??２?２?０?０?１??３?０?２?１０??其中尤，表示為二副桿中含有的桿件數(shù)目為／。??１３??

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]基于剛—柔耦合模型的液壓挖掘機動力學仿真研究[D]. 徐素霞.延邊大學 2013



本文編號：3040166