本文關(guān)鍵詞：復(fù)合剪叉式工業(yè)機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：關(guān)節(jié)式工業(yè)機(jī)器人作為一種多自由度運(yùn)動(dòng)的自動(dòng)化設(shè)備,長(zhǎng)期以來備受國(guó)內(nèi)外企業(yè)的青睞。然而,其自身卻存在著一些值得改進(jìn)的地方。一方面,關(guān)節(jié)式工業(yè)機(jī)器人手臂的運(yùn)動(dòng)速度及工作半徑有較大的提升空間,以此可以進(jìn)一步提高機(jī)器人的工作效率。另一方面,關(guān)節(jié)式工業(yè)機(jī)器人的成本、手臂重量及其對(duì)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(guān)節(jié)式工業(yè)機(jī)器人,使其保留原有的優(yōu)勢(shì)并發(fā)揮更大的作用,應(yīng)作為工業(yè)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展的方向。綜合考慮上述工業(yè)機(jī)器人需要改進(jìn)的各個(gè)方面,提出一種新型復(fù)合剪叉式工業(yè)機(jī)械臂,以代替?zhèn)鹘y(tǒng)工業(yè)機(jī)器人的上臂和下臂。剪叉式機(jī)構(gòu)屬于可展結(jié)構(gòu)的范疇,其具有運(yùn)動(dòng)單元模塊化、空間伸展性強(qiáng)、穩(wěn)定性高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、剛度高、穩(wěn)定性好、成本低廉等特點(diǎn),并在航天航空、工程和生活領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。1.根據(jù)所獲取的設(shè)計(jì)要求和性能參數(shù)確定復(fù)合剪叉式工業(yè)機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)功能方案。根據(jù)運(yùn)動(dòng)方案確定出機(jī)械臂的基本結(jié)構(gòu)型式,即對(duì)其進(jìn)行選型。最后,根據(jù)選型畫出機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。2.對(duì)復(fù)合剪叉式工業(yè)機(jī)械臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析。本文研究的復(fù)合剪叉式工業(yè)機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分主要包括剪叉單元結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析以及復(fù)合剪叉式機(jī)構(gòu)(臂部)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。具體過程為,先進(jìn)行剪叉單元結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析,然后進(jìn)行復(fù)合剪叉式機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì),最后進(jìn)行虛擬裝配與檢查。3.對(duì)復(fù)合剪叉式工業(yè)機(jī)械臂進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)理論分析,其包括正運(yùn)動(dòng)學(xué)分析和逆運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。應(yīng)用ADAMS軟件對(duì)其進(jìn)行仿真驗(yàn)證與分析。通過運(yùn)動(dòng)學(xué)分析可以獲知復(fù)合剪叉式工業(yè)機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及驅(qū)動(dòng)源的性能參數(shù)。4.應(yīng)用ansys分析軟件對(duì)機(jī)械臂的復(fù)合剪叉式機(jī)構(gòu)進(jìn)行精確的有限元靜力學(xué)及模態(tài)分析。通過靜力學(xué)分析,得出復(fù)合剪叉式機(jī)構(gòu)在25kg外載荷作用情況下的應(yīng)力、應(yīng)變分布情況以及最大受力部分(即最危險(xiǎn)區(qū)域),并進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。通過模態(tài)分析,得出避免結(jié)構(gòu)發(fā)生共振現(xiàn)象的設(shè)計(jì)方案。
【關(guān)鍵詞】：復(fù)合剪叉式工業(yè)機(jī)械臂 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 靜力學(xué)分析 動(dòng)力學(xué)分析
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：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(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析14-18
• 1.3.1 工業(yè)機(jī)器人研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3.2 剪叉式機(jī)構(gòu)研究現(xiàn)狀15-18
• 1.4 主要研究?jī)?nèi)容18-21
• 1.4.1 復(fù)合剪叉式工業(yè)機(jī)械手組成18-19
• 1.4.2 剪叉式機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)類型介紹19-20
• 1.4.3 課題主要研究?jī)?nèi)容20-21
• 1.5 本章小結(jié)21-23
• 第二章 復(fù)合剪叉式工業(yè)機(jī)械臂的總體方案設(shè)計(jì)23-33
• 2.1 需求分析與研究目標(biāo)23
• 2.2 復(fù)合剪叉式工業(yè)機(jī)械臂設(shè)計(jì)的關(guān)鍵創(chuàng)新點(diǎn)及難點(diǎn)23-26
• 2.2.1 解決的關(guān)鍵問題23-25
• 2.2.2 復(fù)合剪叉式工業(yè)機(jī)械臂的創(chuàng)新點(diǎn)25-26
• 2.3 復(fù)合剪叉式工業(yè)機(jī)械臂的方案設(shè)計(jì)26-32
• 2.3.1 剪叉單元的方案設(shè)計(jì)26-27
• 2.3.2 剪叉式機(jī)構(gòu)的方案設(shè)計(jì)27-28
• 2.3.3 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的方案設(shè)計(jì)28-30
• 2.3.4 復(fù)合剪叉式工業(yè)機(jī)械臂其他機(jī)構(gòu)的方案設(shè)計(jì)30-32
• 2.4 虛擬檢查32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 第三章 復(fù)合剪叉式工業(yè)機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析33-53
• 3.1 機(jī)械系統(tǒng)機(jī)構(gòu)分析33-37
• 3.2 剪叉式機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)37-42
• 3.2.1 滾珠軸承設(shè)計(jì)38-41
• 3.2.2 中間連接件設(shè)計(jì)41-42
• 3.3 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)42-46
• 3.3.1 直線模組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)42-45
• 3.3.2 直線導(dǎo)軌設(shè)計(jì)45-46
• 3.4 錐齒齒輪箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)46-49
• 3.5 伺服電機(jī)選型49-52
• 3.6 本章小結(jié)52-53
• 第四章 復(fù)合剪叉式工業(yè)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)分析53-67
• 4.1 剪叉式機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析53-58
• 4.1.1 建立剪叉式機(jī)構(gòu)空間坐標(biāo)系53-54
• 4.1.2 正運(yùn)動(dòng)學(xué)分析54-56
• 4.1.3 逆運(yùn)動(dòng)學(xué)分析56-58
• 4.2 基于ADAMS軟件的剪叉式工業(yè)機(jī)械臂虛擬樣機(jī)建立58-61
• 4.2.1 虛擬樣機(jī)技術(shù)及多體動(dòng)力學(xué)58
• 4.2.2 幾何模型的創(chuàng)建58-59
• 4.2.3 定義約束及運(yùn)動(dòng)59-60
• 4.2.4 施加載荷60-61
• 4.3 復(fù)合剪叉式工業(yè)機(jī)械臂的仿真分析61-64
• 4.3.1 電機(jī)以恒轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)61-63
• 4.3.2 復(fù)合剪叉式工業(yè)機(jī)械臂恒速展開63-64
• 4.4 本章小結(jié)64-67
• 第五章 復(fù)合剪叉式機(jī)構(gòu)力學(xué)性能分析67-77
• 5.1 有限元法及ANSYS簡(jiǎn)介67-68
• 5.1.1 有限元法67
• 5.1.2 ANSYS簡(jiǎn)介67-68
• 5.2 復(fù)合剪叉式機(jī)構(gòu)靜力學(xué)分析68-72
• 5.3 復(fù)合剪叉式機(jī)構(gòu)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(jī)構(gòu)模態(tài)分析72-76
• 5.4 本章小結(jié)76-77
• 結(jié)論和展望77-79
• 參考文獻(xiàn)79-83
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文83-86
• 致謝86

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：復(fù)合剪叉式工業(yè)機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：368537