【摘要】：工業(yè)機(jī)器人是一類比較經(jīng)典的機(jī)電一體化設(shè)備,其運(yùn)用領(lǐng)域廣泛,附加值比較高。工業(yè)機(jī)器人是信息化社會(huì)的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè),也是未來(lái)先進(jìn)制造技術(shù)的關(guān)鍵支柱,對(duì)于社會(huì)的進(jìn)步與生產(chǎn)力的發(fā)展有著至關(guān)重要的影響。在了解了各種典型機(jī)械手臂的基礎(chǔ)上,自行建立了一款六自由度的機(jī)械手臂Pro/E三維模型,根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)得出其D-H參數(shù),根據(jù)D-H法建立機(jī)械手臂的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程,研究其運(yùn)動(dòng)學(xué)正解、運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解以及雅克比矩陣。通過(guò)所建模型得出其基本參數(shù),分別計(jì)算出機(jī)械手臂的哥氏力、向心力與重力項(xiàng)系數(shù),運(yùn)用拉格朗日方法建立其動(dòng)力學(xué)方程�；贛ATLAB的Robotics Toolbox工具箱與修改的D-H法,建立機(jī)械手臂的數(shù)學(xué)模型,并通過(guò)可視化仿真與調(diào)用相關(guān)函數(shù)的方法分別對(duì)其進(jìn)行正運(yùn)動(dòng)學(xué)與逆運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真。在MATLAB環(huán)境下基于蒙特卡洛方法對(duì)機(jī)械手臂的工作空間進(jìn)行了分析,同時(shí)采用五次多項(xiàng)式的方法對(duì)機(jī)械臂關(guān)節(jié)空間的進(jìn)行軌跡規(guī)劃,并編制程序進(jìn)行仿真。更加直觀地顯示機(jī)械手臂各關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)情況,得到搬運(yùn)工作情況下的機(jī)械手臂各關(guān)節(jié)角度變化曲線。利用機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)軟件ADAMS與Pro/E之間的轉(zhuǎn)換模塊,把在Pro/E中的三維模型導(dǎo)入ADAMS中,創(chuàng)建了機(jī)械手臂的虛擬樣機(jī)。將軌跡規(guī)劃仿真數(shù)據(jù)作為驅(qū)動(dòng),對(duì)機(jī)械手臂在一般工況下進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真,得出各個(gè)軸所受力矩變化情況,并進(jìn)行有限元分析。
[Abstract]:Industrial robot is a kind of classical mechatronics equipment, which is widely used in many fields and has high added value. Industrial robot is the sunrise industry of the information society and the key pillar of the advanced manufacturing technology in the future. It has a vital influence on the progress of the society and the development of the productive forces. Based on the understanding of various typical mechanical arms, a six degree of freedom Pro/E three-dimensional model of the manipulator is established. According to its structural characteristics, the D-H parameters are obtained, and the kinematics equations of the manipulator are established according to the D-H method. The positive kinematics solution, inverse kinematics solution and Jacobian matrix are studied. The basic parameters of the model are obtained, and the coefficients of the Coriolis force, the centripetal force and the gravity term are calculated respectively, and the dynamic equations are established by using the Lagrangian method. Based on the Robotics Toolbox toolbox of MATLAB and the modified D-H method, the mathematical model of the manipulator is established, and the forward kinematics and inverse kinematics are simulated by visual simulation and the transfer of correlation function respectively. Based on the Monte Carlo method, the workspace of the manipulator is analyzed in MATLAB environment, and the trajectory planning of the joint space of the manipulator is carried out by using the fifth order polynomial method, and the simulation program is compiled. The motion of each joint of the manipulator is displayed more intuitively, and the angle change curve of each joint of the manipulator is obtained under the condition of moving. Using the conversion module between ADAMS and Pro/E, the 3D model in Pro/E is imported into ADAMS, and the virtual prototype of the manipulator is created. The trajectory planning simulation data are used as the driving force to simulate the dynamics of the manipulator under general working conditions, and the torque variation of each axis is obtained, and the finite element analysis is carried out.
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP241

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本文編號(hào)：2168852