發(fā)布時間：2018-03-06 05:24

  本文選題：碼垛機器人　切入點：可控機構(gòu)　出處：《廣西大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：近年來,隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展,傳統(tǒng)的碼垛技術(shù)已經(jīng)越來越難以適應(yīng)現(xiàn)今碼垛大型化,靈活化的需要,因此碼垛機器人技術(shù)得到了廣大學(xué)者的重點關(guān)注與研究。傳統(tǒng)串聯(lián)式機器人的各個電機都在關(guān)節(jié)處,所以具有轉(zhuǎn)動慣量大、誤差累計大等固有缺陷,容易導(dǎo)致振動等問題。而多自由度可控機構(gòu)可以將電機安裝在機架上,通過合理地控制多個驅(qū)動部件的聯(lián)動很容易實現(xiàn)機構(gòu)末端運動的柔性輸出。而電動推缸具有傳動效率高,控制精度高,承載能力大,工作環(huán)境要求低,輸出力較大等優(yōu)點。故在本文所研究碼垛機器人采用可控機構(gòu)和混合驅(qū)動較大提高了機構(gòu)的運動學(xué)和動力學(xué)性能,可以更好地適應(yīng)碼垛作業(yè)的工作要求。本文在現(xiàn)有碼垛機器人的基礎(chǔ)上,設(shè)計了新型混合驅(qū)動可控機構(gòu)式碼垛機器人,并對其性能進行分析,具體工作如下:(1)利用拓?fù)鋱D論法對碼垛機器人機構(gòu)進行型綜合分析,用最科學(xué)的方法確定了碼垛機器人最合理的構(gòu)型并對其進行具體方案設(shè)計。(2)由于運動學(xué)分析是分析機器人各項性能的基礎(chǔ),故本文首先采用閉環(huán)矢量法建立了該新型混合驅(qū)動式碼垛機器人的運動學(xué)模型,然后利用Newton-Raphson數(shù)值法求解出小臂的位移矢量、速度矢量、加速度矢量的正逆解,并通過相關(guān)數(shù)值算例驗證了其理論分析的正確性;(3)基于機構(gòu)拆分法,將該新型混合驅(qū)動式碼垛機器人的整體慣性力系拆分為各個桿件的靜力系,并通過閉環(huán)矢量法逐一求解,從而得出各個桿件在任意工作狀態(tài)的受力情況;(4)根據(jù)該新型混合驅(qū)動式碼垛機器人的結(jié)構(gòu)特點和工作性質(zhì),首先模擬出混合驅(qū)動式碼垛機器人的工作循環(huán)過程,建立了虛擬樣機模型,然后在Adams軟件中對機器人的虛擬樣機模型進行連接定義,并對其進行不同負(fù)載情況下的運動學(xué)正逆解仿真和靜態(tài)動力學(xué)的仿真,為今后機構(gòu)的進一步設(shè)計和驅(qū)動部件的選型設(shè)計提供了一定程度上的參考;(5)在上述分析的基礎(chǔ)上,利用Ansys workbench對碼垛機器人虛擬樣機模型進行有限元分析,得到其負(fù)載情況下的應(yīng)力和總變形情況,校核了碼垛機器人強度,并為其尺度綜合和桿件優(yōu)化提供了一定參考。最后仿真出其振型和前六階固有頻率,為后續(xù)減振降噪工作提供了一定程度上的參考。
[Abstract]:In recent years, with the rapid development of social economy, the traditional palletizing technology has become more and more difficult to adapt to the needs of large and flexible palletizing. Therefore, the technology of palletizing robot has been paid more attention to and studied by many scholars. Because the motors of the traditional series robot are at the joints, they have the inherent defects of large moment of inertia, large accumulative error, and so on. The multi-degree-of-freedom controllable mechanism can install the motor on the rack, and it is easy to realize the flexible output of the end motion of the mechanism by reasonably controlling the linkage of several driving parts. The electric push cylinder has high transmission efficiency. The control accuracy is high, the load capacity is large, the working environment is low, and the output force is large. Therefore, the kinematics and dynamics performance of the palletizing robot studied in this paper is greatly improved by using controllable mechanism and hybrid drive. Based on the existing palletizing robot, a new hybrid driven controllable mechanism palletizing robot is designed, and its performance is analyzed. The specific work is as follows: 1) Comprehensive analysis of the type of palletizing robot mechanism is carried out by using topological graph theory. The most reasonable configuration of the palletizing robot is determined by the most scientific method and the concrete scheme is designed. (2) because the kinematics analysis is the basis of analyzing the robot's performance, In this paper, the kinematics model of the new hybrid driven palletizing robot is established by using closed loop vector method, and then the forward and inverse solutions of displacement vector, velocity vector and acceleration vector of the forearm are solved by Newton-Raphson numerical method. The correctness of the theoretical analysis is verified by a numerical example. Based on the mechanism split method, the whole inertial force system of the new hybrid driven palletizing robot is divided into the static system of each member, and solved one by one by the closed loop vector method. According to the structural characteristics and working properties of the new hybrid driven palletizing robot, the working cycle process of the hybrid driven palletizing robot is first simulated. The virtual prototype model is established, and then the virtual prototype model of the robot is defined in Adams software, and the kinematics forward and inverse solution simulation and static dynamics simulation are carried out on the virtual prototype model under different loads. This paper provides a certain degree of reference for the further design of the mechanism and the selection design of the driving parts. On the basis of the above analysis, the virtual prototype model of the palletizing robot is analyzed by using Ansys workbench. The stress and total deformation under load are obtained, the strength of the palletizing robot is checked, and a certain reference is provided for its scale synthesis and bar optimization. Finally, the vibration mode and the first six natural frequencies are simulated. It provides a certain degree of reference for the subsequent work of vibration and noise reduction.
【學(xué)位授予單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP242

【參考文獻】

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本文編號：1573513