本文關(guān)鍵詞：袋裝水泥裝車機器人機構(gòu)研究

  更多相關(guān)文章： 袋裝水泥 并聯(lián)機器人 運動學(xué) 動力學(xué) 性能指標(biāo) 運動仿真

【摘要】：隨著水泥生產(chǎn)的自動化和水泥包裝機的自動化發(fā)展,迫切需要與之配套的自動袋裝水泥裝車設(shè)備,以提高效率、降低成本、減小污染。目前,國內(nèi)外袋裝水泥裝車機器人的技術(shù)還尚未成熟,袋裝水泥的快速裝車已經(jīng)成為水泥生產(chǎn)運輸過程的瓶頸,在一定程度上制約著袋裝水泥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。針對袋裝水泥裝車過程中質(zhì)量大、速度快、污染嚴(yán)重等問題,結(jié)合機器人機構(gòu)學(xué)相關(guān)理論,確定機器人的整體結(jié)構(gòu)方案,提出一種基于并聯(lián)機構(gòu)的裝車機械手,與吊裝體機構(gòu)、預(yù)整機構(gòu)等結(jié)合構(gòu)成袋裝水泥裝車機器人整機結(jié)構(gòu)。對各部分的結(jié)構(gòu)組成、功能進行詳細的分析與設(shè)計,確定機械手結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)。對并聯(lián)機械手進行運動學(xué)和動力學(xué)分析。利用矢量法和坐標(biāo)變換法建立機械手運動學(xué)模型,借助Kutzbach-Grubler公式進行機構(gòu)自由度分析,得出機構(gòu)位置、速度、加速度逆解解析表達式。利用Matlab中的fsolve函數(shù)得到機械手的數(shù)值正解。基于牛頓-歐拉法建立機械手的關(guān)節(jié)位移、速度、加速度與驅(qū)動力矩/力的關(guān)系。進行機械手機構(gòu)的工作空間、奇異性和靈巧度分析。用極坐標(biāo)邊界搜索法,確定機械手的工作空間,并通過Matlab編程繪制機械手空間點云圖和邊界輪廓散點圖,驗證機械手工作空間的合理性。采用Gosselin和Angeles求解方法對機械手進行奇異性分析,根據(jù)Jacobian矩陣建立奇異性判別形式,得出其奇異臨界條件。利用Jacobian矩陣的條件數(shù)指標(biāo)分析機械手的靈巧度,得到其靈巧度的分布規(guī)律圖,為結(jié)構(gòu)的設(shè)計提供理論參考�；谔摂M樣機技術(shù),對機械手進行運動學(xué)與動力學(xué)仿真分析與應(yīng)用。通過三維建模軟件Solid Works建立機械手的虛擬模型,并將其導(dǎo)入到ADAMS軟件中,得到相關(guān)仿真參數(shù)曲線,驗證結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性與實用性。最后,借助運動仿真參數(shù)曲線中顯示的具體理論數(shù)據(jù)進行關(guān)鍵零部件型號的選取和設(shè)計。
【關(guān)鍵詞】：袋裝水泥 并聯(lián)機器人 運動學(xué) 動力學(xué) 性能指標(biāo) 運動仿真
【學(xué)位授予單位】：華北理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ172.68;TP242
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 引言9-10
• 第1章 緒論10-22
• 1.1 課題研究的背景10-11
• 1.2 袋裝水泥裝車機在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀11-16
• 1.3 高速重載型工業(yè)機器人16-20
• 1.3.1 高速重載型工業(yè)機器人概述16
• 1.3.2 高速重載型工業(yè)機器人在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀16-17
• 1.3.3 機器人機構(gòu)的分類及特點17-19
• 1.3.4 袋裝水泥裝車機器人機構(gòu)的選擇19-20
• 1.4 課題研究的目的及意義20
• 1.5 課題研究的內(nèi)容20-22
• 第2章 袋裝水泥裝車機器人總體方案設(shè)計22-29
• 2.1 袋裝水泥裝車機器人機械結(jié)構(gòu)設(shè)計原則22-23
• 2.1.1 機器人裝載水泥的具體特點22
• 2.1.2 裝車機器人的設(shè)計原則22-23
• 2.2 機器人整體方案研究23-24
• 2.3 機器人總體結(jié)構(gòu)研究24-28
• 2.3.1 吊裝體機構(gòu)24-25
• 2.3.2 預(yù)整機構(gòu)25-26
• 2.3.3 裝車機械手機構(gòu)26-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第3章 裝車機械手運動學(xué)與動力學(xué)分析29-42
• 3.1 裝車機械手機構(gòu)模型的建立與自由度分析29-30
• 3.2 裝車機械手運動學(xué)分析30-35
• 3.2.1 運動學(xué)概述30
• 3.2.2 位置逆解分析30-32
• 3.2.3 位置正解分析32-33
• 3.2.4 速度分析33-34
• 3.2.5 加速度分析34-35
• 3.3 動力學(xué)分析35-41
• 3.3.1 動力學(xué)概述36
• 3.3.2 整體動力學(xué)方程36-39
• 3.3.3 動平臺動力學(xué)方程39
• 3.3.4 支鏈動力學(xué)方程39-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第4章 裝車機械手運動性能分析42-58
• 4.1 裝車機械手工作空間分析42-47
• 4.1.1 工作空間的影響因素42-43
• 4.1.2 工作空間的求解43-45
• 4.1.3 工作空間的仿真與分析45-47
• 4.2 裝車機械手奇異性分析47-54
• 4.2.1 奇異性的原理及研究方法48-49
• 4.2.2 奇異性的主要分類49-50
• 4.2.3 機構(gòu)奇異性的分析50-54
• 4.3 裝車機械手靈巧度分析54-57
• 4.3.1 靈巧度度量指標(biāo)55-57
• 4.3.2 機構(gòu)靈巧度的分析57
• 4.4 本章小結(jié)57-58
• 第5章 裝車機械手運動仿真及應(yīng)用58-71
• 5.1 建立裝車機械手仿真模型58-60
• 5.1.1 SolidWorks三維實體模型建立58-59
• 5.1.2 ADAMS虛擬樣機建立59-60
• 5.2 裝車機械手運動學(xué)仿真60-64
• 5.2.1 運動學(xué)仿真的實現(xiàn)60-63
• 5.2.2 仿真結(jié)果分析63-64
• 5.3 裝車機械手動力學(xué)仿真64-68
• 5.3.1 動力學(xué)仿真的實現(xiàn)64-67
• 5.3.2 仿真結(jié)果分析67-68
• 5.4 裝車機械手核心零部件的選型計算68-70
• 5.5 本章小結(jié)70-71
• 結(jié)論71-72
• 參考文獻72-75
• 致謝75-76
• 導(dǎo)師簡介76
• 企業(yè)導(dǎo)師簡介76-77
• 作者簡介77-78
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集78

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本文編號：851554