層碼垛機器人結構設計及動態(tài)性能分析.pdf

1、近年來，機器人技術發(fā)展非常迅速，各種用途的機器人在各個領域得到廣泛的應用。于此同時，碼垛技術也獲得了飛速發(fā)展，尤其是機器人碼垛發(fā)展更為迅猛，這種發(fā)展趨勢是與當今制造領域出現(xiàn)的多品種小批量的發(fā)展趨勢相適應的。鋁錠層碼垛機器人是整條鋁錠連鑄生產(chǎn)線中重要的環(huán)節(jié)，它的動靜態(tài)性能直接影響著整條生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率。我國在機器人的研究和應用方面與工業(yè)化國家相比還有一定的差距，因此研究和設計各種機器人特別是工業(yè)機器人是有實際意義的。本文的工作是圍繞一個關

2、節(jié)型層碼垛機器人的設計和分析進行的。
　　 本文首先根據(jù)鋁錠連鑄生產(chǎn)線的工作要求確定機器人的各項基本技術指標，為機器人的結構設計提供依據(jù)。在參考多種相關機器人的基礎上，設計了機器人的整體方案和機械結構，層碼垛機器人是四自由度關節(jié)型串聯(lián)機器人，所有關節(jié)均采用轉動關節(jié)，確定了采用伺服電機和RV減速器的傳動方案。在對機器人關鍵工作狀況進行分析的基礎上，選取了各關節(jié)電機、減速器的具體型號，給出了主要零部件的結構參數(shù)圖。
　　 采

3、用D-H法建立層碼垛機器人的數(shù)學模型，推導了機器人的運動學方程，對其運動學和雅可比矩陣進行求解，此外，對機器人的工作空間進行了分析并對機器人關節(jié)速度和加速度進行了分析。在此基礎上，運用拉格朗日法對層碼垛機器人進行了動力學分析，推導出各個桿件的動力學方程，求出各個關節(jié)的驅動力矩。應用ADAMS軟件對層碼垛機器人進行了運動學和動力學的仿真，驗證了理論推導的正確性。最后運用ANSYS軟件對機器人進行了靜力和動態(tài)力的有限元分析，目的是為了檢驗設