【摘要】：隨著物流行業(yè)的飛速發(fā)展,僅靠人工搬運(yùn)來(lái)對(duì)貨物碼垛已經(jīng)不能滿足人們的需求。近些年,碼垛機(jī)器人已經(jīng)應(yīng)用于各行各業(yè)逐步替代了人工碼垛,很大程度地減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度并且節(jié)約了勞動(dòng)成本,對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要的意義。本文設(shè)計(jì)了一款以袋裝物體為抓取對(duì)象、以廂式貨車為碼垛對(duì)象的機(jī)器人,它與以往的基于托盤和生產(chǎn)線上的碼垛機(jī)器人不同,它主要由伸縮臂和碼垛機(jī)械手組成,即可以實(shí)現(xiàn)對(duì)貨物的傳輸又可以完成對(duì)廂式貨車的自動(dòng)碼垛功能。首先,本文在明確了碼垛機(jī)器人的工作要求和基本性能參數(shù)的前提下,對(duì)伸縮臂、碼垛機(jī)械手和驅(qū)動(dòng)方式進(jìn)行了選型,完成了碼垛機(jī)器人整體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)。對(duì)伸縮臂工作過(guò)程中存在的高度差問(wèn)題和電動(dòng)滾筒在伸縮臂內(nèi)部的安裝問(wèn)題進(jìn)行了討論。確定了碼垛機(jī)器人的各關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)方案并且完成各關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)部件的選型計(jì)算工作。其次,根據(jù)碼垛機(jī)器人結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù),用D-H法建立了碼垛機(jī)器人連桿坐標(biāo)系并通過(guò)連桿間參數(shù)建立了運(yùn)動(dòng)學(xué)方程,求解了運(yùn)動(dòng)學(xué)正解和逆解,為后續(xù)對(duì)碼垛機(jī)器人控制工作做準(zhǔn)備。建立了碼垛機(jī)器人虛擬樣機(jī)模型,運(yùn)用ADAMS軟件對(duì)其進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真分析,分別得出碼垛機(jī)器人各關(guān)節(jié)力矩和耗功情況以及各關(guān)鍵零部件的受力情況,驗(yàn)證了所選電機(jī)及減速機(jī)的合理性。然后,運(yùn)用ANSYS Workbench軟件對(duì)伸縮臂和碼垛機(jī)械手零部件進(jìn)行剛度和強(qiáng)度校核,驗(yàn)證了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。對(duì)碼垛機(jī)器人伸長(zhǎng)和縮回兩個(gè)姿態(tài)進(jìn)行了模態(tài)分析,得出其固有頻率和振型,通過(guò)對(duì)激振源頻率的計(jì)算分析,證明了碼垛機(jī)器人不會(huì)發(fā)生共振現(xiàn)象。最后,以伸縮臂各臂節(jié)厚度和臂節(jié)間搭接量為設(shè)計(jì)變量,對(duì)伸縮臂進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。通過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)減小了伸縮臂整體重量,提高了伸縮臂剛度和強(qiáng)度。然后,在此基礎(chǔ)上對(duì)伸縮臂進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì),對(duì)比分析四種不同優(yōu)化方案,最后確定最優(yōu)方案。通過(guò)對(duì)伸縮臂進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì),達(dá)到了減小碼垛機(jī)器人整體重量,提高了力學(xué)性能的目的。
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP242
【圖文】：

圖 1.1 FUJI 碼垛機(jī)器人Fig. 1.1 FUJI palletizing robot 公司已經(jīng)發(fā)展成為世界上最大的機(jī)器人生產(chǎn)公司，器人最大負(fù)載可達(dá)到 650kg，重復(fù)定位精度為±0.2m11，12]。同時(shí)，ABB 公司還推出了專用的控制軟件，使、運(yùn)行平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)，受到了業(yè)界的一致好評(píng)[13]。AB

圖 1.1 FUJI 碼垛機(jī)器人Fig. 1.1 FUJI palletizing robotB 公司已經(jīng)發(fā)展成為世界上最大的機(jī)器人生產(chǎn)公司，該機(jī)器人最大負(fù)載可達(dá)到 650kg，重復(fù)定位精度為±0.2mm[11，12]。同時(shí)，ABB 公司還推出了專用的控制軟件，使、運(yùn)行平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)，受到了業(yè)界的一致好評(píng)[13]。ABB

圖 1.3 KUKA 碼垛機(jī)器人Fig. 1.3 KUKA palletizing robot垛機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀垛機(jī)器人相關(guān)技術(shù)的研發(fā)起步比較晚，在機(jī)器人安全可面，與其他國(guó)家相比還存在一定差距。隨著國(guó)家對(duì)機(jī)器人碼垛機(jī)器人技術(shù)也得到了很大的發(fā)展，在機(jī)器人使用壽也取得很大進(jìn)步，在各行各業(yè)的生產(chǎn)線都能看到碼垛機(jī)器曼機(jī)器人有限公司是我國(guó)與日本共同合作的一家機(jī)器人生OTOMAN-UP 型碼垛機(jī)器人。該機(jī)器人在控制器中采用 功能，大大提高了碼垛機(jī)器人的控制精度，機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)升[15]。該公司最新研制出的 MOTOMAN-HP 系列碼垛機(jī)控制性能好、運(yùn)動(dòng)精度高等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于搬運(yùn)、碼垛工頓機(jī)器人有限公司是我國(guó)發(fā)展比較迅速的一家公司，該

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本文編號(hào)：2749249