本文關鍵詞：復合剪叉式工業(yè)機械臂的結構設計與分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：關節(jié)式工業(yè)機器人作為一種多自由度運動的自動化設備,長期以來備受國內外企業(yè)的青睞。然而,其自身卻存在著一些值得改進的地方。一方面,關節(jié)式工業(yè)機器人手臂的運動速度及工作半徑有較大的提升空間,以此可以進一步提高機器人的工作效率。另一方面,關節(jié)式工業(yè)機器人的成本、手臂重量及其對減速器的依賴程度有較大的降低空間。因此,如何完善傳統(tǒng)關節(jié)式工業(yè)機器人,使其保留原有的優(yōu)勢并發(fā)揮更大的作用,應作為工業(yè)機器人技術發(fā)展的方向。綜合考慮上述工業(yè)機器人需要改進的各個方面,提出一種新型復合剪叉式工業(yè)機械臂,以代替?zhèn)鹘y(tǒng)工業(yè)機器人的上臂和下臂。剪叉式機構屬于可展結構的范疇,其具有運動單元模塊化、空間伸展性強、穩(wěn)定性高、結構簡單、剛度高、穩(wěn)定性好、成本低廉等特點,并在航天航空、工程和生活領域中有著廣泛的應用。1.根據(jù)所獲取的設計要求和性能參數(shù)確定復合剪叉式工業(yè)機械臂的運動功能方案。根據(jù)運動方案確定出機械臂的基本結構型式,即對其進行選型。最后,根據(jù)選型畫出機構的運動簡圖。2.對復合剪叉式工業(yè)機械臂結構設計與分析。本文研究的復合剪叉式工業(yè)機械臂的結構設計部分主要包括剪叉單元結構設計與分析以及復合剪叉式機構(臂部)的結構設計。具體過程為,先進行剪叉單元結構設計與分析,然后進行復合剪叉式機構的設計,最后進行虛擬裝配與檢查。3.對復合剪叉式工業(yè)機械臂進行運動學理論分析,其包括正運動學分析和逆運動學分析。應用ADAMS軟件對其進行仿真驗證與分析。通過運動學分析可以獲知復合剪叉式工業(yè)機械臂的運動規(guī)律以及驅動源的性能參數(shù)。4.應用ansys分析軟件對機械臂的復合剪叉式機構進行精確的有限元靜力學及模態(tài)分析。通過靜力學分析,得出復合剪叉式機構在25kg外載荷作用情況下的應力、應變分布情況以及最大受力部分(即最危險區(qū)域),并進行結構優(yōu)化設計。通過模態(tài)分析,得出避免結構發(fā)生共振現(xiàn)象的設計方案。
【關鍵詞】：復合剪叉式工業(yè)機械臂 結構設計 靜力學分析 動力學分析
【學位授予單位】：廣東工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP242
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 第一章 緒論13-23
• 1.1 課題來源13
• 1.2 研究背景及意義13-14
• 1.3 國內外研究現(xiàn)狀及分析14-18
• 1.3.1 工業(yè)機器人研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3.2 剪叉式機構研究現(xiàn)狀15-18
• 1.4 主要研究內容18-21
• 1.4.1 復合剪叉式工業(yè)機械手組成18-19
• 1.4.2 剪叉式機構的結構類型介紹19-20
• 1.4.3 課題主要研究內容20-21
• 1.5 本章小結21-23
• 第二章 復合剪叉式工業(yè)機械臂的總體方案設計23-33
• 2.1 需求分析與研究目標23
• 2.2 復合剪叉式工業(yè)機械臂設計的關鍵創(chuàng)新點及難點23-26
• 2.2.1 解決的關鍵問題23-25
• 2.2.2 復合剪叉式工業(yè)機械臂的創(chuàng)新點25-26
• 2.3 復合剪叉式工業(yè)機械臂的方案設計26-32
• 2.3.1 剪叉單元的方案設計26-27
• 2.3.2 剪叉式機構的方案設計27-28
• 2.3.3 傳動機構的方案設計28-30
• 2.3.4 復合剪叉式工業(yè)機械臂其他機構的方案設計30-32
• 2.4 虛擬檢查32
• 2.5 本章小結32-33
• 第三章 復合剪叉式工業(yè)機械臂的結構設計與分析33-53
• 3.1 機械系統(tǒng)機構分析33-37
• 3.2 剪叉式機構結構設計37-42
• 3.2.1 滾珠軸承設計38-41
• 3.2.2 中間連接件設計41-42
• 3.3 傳動機構結構設計42-46
• 3.3.1 直線模組結構設計42-45
• 3.3.2 直線導軌設計45-46
• 3.4 錐齒齒輪箱結構設計46-49
• 3.5 伺服電機選型49-52
• 3.6 本章小結52-53
• 第四章 復合剪叉式工業(yè)機械臂運動學與動力學分析53-67
• 4.1 剪叉式機構運動學分析53-58
• 4.1.1 建立剪叉式機構空間坐標系53-54
• 4.1.2 正運動學分析54-56
• 4.1.3 逆運動學分析56-58
• 4.2 基于ADAMS軟件的剪叉式工業(yè)機械臂虛擬樣機建立58-61
• 4.2.1 虛擬樣機技術及多體動力學58
• 4.2.2 幾何模型的創(chuàng)建58-59
• 4.2.3 定義約束及運動59-60
• 4.2.4 施加載荷60-61
• 4.3 復合剪叉式工業(yè)機械臂的仿真分析61-64
• 4.3.1 電機以恒轉速驅動61-63
• 4.3.2 復合剪叉式工業(yè)機械臂恒速展開63-64
• 4.4 本章小結64-67
• 第五章 復合剪叉式機構力學性能分析67-77
• 5.1 有限元法及ANSYS簡介67-68
• 5.1.1 有限元法67
• 5.1.2 ANSYS簡介67-68
• 5.2 復合剪叉式機構靜力學分析68-72
• 5.3 復合剪叉式機構模態(tài)分析72-76
• 5.3.1 模態(tài)分析理論72
• 5.3.2 剪叉式機構模態(tài)分析72-76
• 5.4 本章小結76-77
• 結論和展望77-79
• 參考文獻79-83
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文83-86
• 致謝86

【參考文獻】

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  本文關鍵詞：復合剪叉式工業(yè)機械臂的結構設計與分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：368537