現(xiàn)有的碼垛機(jī)器人以串聯(lián)式為主,該類型機(jī)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(dòng)電機(jī)安裝在關(guān)節(jié)處,同時(shí)會(huì)增大機(jī)械臂整體質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,導(dǎo)致末端執(zhí)行器發(fā)生振動(dòng);且串聯(lián)式結(jié)構(gòu)易于積累關(guān)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(jī)器人在實(shí)際生產(chǎn)中的局限性,結(jié)合可控式機(jī)構(gòu)和并聯(lián)機(jī)構(gòu)的理念,設(shè)計(jì)出一種新型碼垛機(jī)器人,考慮將大多數(shù)驅(qū)動(dòng)元件安裝在機(jī)架上,不僅能減少機(jī)械臂自身負(fù)載,還可以改善整體力學(xué)性能,并為提高碼垛機(jī)器人動(dòng)靜態(tài)性能提供一種設(shè)計(jì)思路。本文從以下幾個(gè)方面展開研究工作:（1）基于開放副閉合法對(duì)碼垛機(jī)器人進(jìn)行型綜合研究。從所得的40種運(yùn)動(dòng)鏈圖中篩選出優(yōu)選方案;以提高承載能力和運(yùn)動(dòng)精度為目的,對(duì)所得的構(gòu)型進(jìn)行改進(jìn),進(jìn)而設(shè)計(jì)出一種新型可控碼垛機(jī)器人;通過繪制環(huán)路模塊圖和計(jì)算自由度,驗(yàn)證設(shè)計(jì)的合理性。（2）對(duì)所設(shè)計(jì)的碼垛機(jī)器人進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。首先運(yùn)用D-H法求解機(jī)器人的位姿正、逆解;其次采用復(fù)數(shù)向量法推導(dǎo)機(jī)器人的速度正、反解;隨后采用MATLAB遍布法繪制機(jī)器人的理論工作空間;最后針對(duì)運(yùn)動(dòng)副間隙對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)的影響進(jìn)行分析,基于改進(jìn)的粒子群算法,提出一種誤差補(bǔ)償方... 

【文章來源】：廣西大學(xué)廣西壯族自治區(qū) 211工程院校

【文章頁數(shù)】：119 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１?＿?１碼蛛機(jī)器人??Ｆｉｇ．?１－１?Ｐａｌｌｅｔｉｚｉｎｇ?ｒｏｂｏｔ??

廣西大學(xué)專業(yè)■項(xiàng)士學(xué)位論文?可控碼操機(jī)器人機(jī)構(gòu)ｉｓ：計(jì)及考慮運(yùn)動(dòng)副間隙的動(dòng)靜態(tài)ｔ生能研究??設(shè)計(jì)而成的一種新型碼垛機(jī)器人，該機(jī)器人結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，工作靈敏度高，可??實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)輸出，但是承載能力不足，執(zhí)行末端易產(chǎn)生振動(dòng)，致使精度不佳。??由以上分析可知，碼垛機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過程包括在水平面做伸縮運(yùn)動(dòng)、在豎直面做升降運(yùn)動(dòng)、??末端抓手調(diào)整姿態(tài)時(shí)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以及旋轉(zhuǎn)機(jī)架的運(yùn)動(dòng)。則至少需要４個(gè)自由度方能保證??碼垛機(jī)器人完成既定工作。設(shè)計(jì)主構(gòu)型時(shí)，至少需要２個(gè)自由度。??￥??ｇＨＢ??Ｉ??Ａ??圖２－１串聯(lián)式碼垛機(jī)器人??Ｆｉｇ．?２－１?Ｐａｌｌｅｔｉｚｉｎｇ?ｒｏｂｏｔ?ｗｉｔｈ?ｓｅｒｉｅｓ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??２．３新型碼垛機(jī)器人主構(gòu)型的型綜合研究??２．３．１構(gòu)型設(shè)計(jì)要求??（１）為了提高末端承載能力和機(jī)構(gòu)穩(wěn)定性，需要將該機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)為閉環(huán)式；??（２）根據(jù)工程機(jī)械實(shí)際要求，若將電機(jī)安裝在驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)上會(huì)加大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，增大??末端振動(dòng)幅度，故需要盡可能把驅(qū)動(dòng)件安裝在機(jī)架上或降低驅(qū)動(dòng)元件的水平高度；??（３）為保證機(jī)構(gòu)的可靠性，同時(shí)降低制造、裝配難度以及能量損耗，設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)時(shí)??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(fù)雜程度，首選構(gòu)件數(shù)目??較少的機(jī)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(yùn)動(dòng)鏈為基礎(chǔ)，推導(dǎo)出與其具有??相同桿數(shù)和運(yùn)動(dòng)副數(shù)的運(yùn)動(dòng)鏈方案？�，F(xiàn)以連桿類配方案為基礎(chǔ)，通過閉合開放副的方??法對(duì)碼垛機(jī)器人進(jìn)行構(gòu)型綜合研宄。??１０??

；當(dāng)開放副相互連接時(shí)，兩開放副元素構(gòu)成一完整運(yùn)動(dòng)副，記??為閉合運(yùn)動(dòng)副，用記號(hào)“。”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?dāng)?shù)字表示。此外，為保證機(jī)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(shí)際中，為提髙執(zhí)行器承載能力和工作穩(wěn)定性，需將機(jī)構(gòu)??設(shè)計(jì)為閉環(huán)結(jié)構(gòu)，即所有的開放運(yùn)動(dòng)副均需要閉合，且同一多副桿上開放運(yùn)動(dòng)副均視為??等效。??現(xiàn)以連桿類配方案ＶＩ為例進(jìn)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(duì)應(yīng)的桿件??Ｆｉｇ．?２－２?Ｌｉｎｋｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｓｃｈｅｍｅ?ＶＩ??經(jīng)計(jì)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(gè)開放運(yùn)動(dòng)副，然后再與多副桿相連以形成封閉的運(yùn)動(dòng)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(xiàn)】：
期刊論文
[1]計(jì)及間隙的運(yùn)動(dòng)副和機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的研究進(jìn)展[J]. 閻紹澤,向吳維凱,黃鐵球.  北京大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(04)
[2]含間隙運(yùn)動(dòng)副機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)特性研究[J]. 王旭鵬,劉更,馬尚君.  振動(dòng)與沖擊. 2016(07)
[3]間隙系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究進(jìn)展[J]. 王斌,李夢(mèng)奇,庾輝,李吉肖.  機(jī)床與液壓. 2015(13)
[4]運(yùn)動(dòng)副間隙引起的并聯(lián)機(jī)器人誤差及其補(bǔ)償[J]. 余躍慶,田浩.  光學(xué)精密工程. 2015(05)
[5]基于有限元法的碼垛機(jī)器人模態(tài)分析[J]. 田美子,何芳,王殿東.  機(jī)床與液壓. 2015(09)
[6]碼垛機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與模態(tài)分析[J]. 王占軍,趙玉剛,劉新玉,蔡天賜.  機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2014(08)
[7]基于功能分析的新型裝載機(jī)構(gòu)型綜合研究[J]. 蔡敢為,潘宇晨,王紅州,戴建生.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2014(11)
[8]基于剛?cè)狁詈系囊簤和诰驒C(jī)機(jī)械臂非線性動(dòng)力學(xué)研究[J]. 王相兵,童水光.  振動(dòng)與沖擊. 2014(01)
[9]精英粒子群優(yōu)化算法及其在機(jī)器人路徑規(guī)劃中的應(yīng)用[J]. 顏雪松,胡成玉,姚宏,伍慶華.  光學(xué)精密工程. 2013(12)
[10]關(guān)節(jié)型碼垛機(jī)器人的工作空間分析[J]. 張明,何慶中,王志鵬,郭帥,段朋.  組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù). 2013(07)

博士論文
[1]考慮運(yùn)動(dòng)副間隙的平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)與控制研究[D]. 宋振東.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[2]考慮鉸間間隙的機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性研究[D]. 白爭(zhēng)鋒.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[3]液壓柔性臂的動(dòng)力學(xué)及控制研究[D]. 李光.中南大學(xué) 2003

碩士論文
[1]基于剛—柔耦合模型的液壓挖掘機(jī)動(dòng)力學(xué)仿真研究[D]. 徐素霞.延邊大學(xué) 2013



本文編號(hào)：3040166