液态玻璃挑料机械手关键部件的设计研究

发布时间：2017-10-23 18:33

  本文关键词：液态玻璃挑料机械手关键部件的设计研究

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【摘要】：随着工业产业的不断发展,机械手开始出现在工业的各个领域,因此,工业机械手的研究和设计成为机械方向研究的热门课题。本课题以液态玻璃挑料机械手为研究对象,设计了一种五自由度机械手,利用虚拟样机技术对机械手的机械部分进行了虚拟设计和仿真试验,通过物理样机试验与仿真试验结果对比,表明所设计的五自由度机械手能够满足液态玻璃挑料的作业要求。首先根据液态玻璃挑料机械手的作业要求,提出了五自由度机械手的理论模型,并对机械手的腰关节、肩关节、肘关节、腕关节和传动机构进行了设计,并用UG软件建立了该机械手的虚拟样机模型。利用D-H法对机械手进行运动学分析,确定了末端执行器位姿符合设计要求;然后运用ADAMS软件对该机构进行运动学仿真,并用ANSYS软件对机械手的关键部件大臂和小臂进行力学分析和模态分析,仿真结果表明机械手结构的强度和刚度符合工作要求。通过物理样机试制和试验验证,结果表明所设计的五自由度玻璃挑料机械手结构合理、工作可靠,为将来液态玻璃挑料机械手的设计制造奠定基础。
【关键词】：机械手 五自由度 虚拟样机 试验
【学位授予单位】：黑龙江八一农垦大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP241
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 研究的目的和意义9
• 1.2 国内外研究现状和趋势9-14
• 1.2.1 国外研究现状9-11
• 1.2.2 国内研究现状11-14
• 1.2.3 发展展望14
• 1.3 研究的主要内容14-15
• 1.4 技术路线15-16
• 1.5 本章小结16-17
• 第二章 液态玻璃挑料机械手本体结构的设计17-31
• 2.1 本体设计原则17-18
• 2.1.1 最优工作空间17
• 2.1.2 结构合理17-18
• 2.2 机械手的本体结构形式18-21
• 2.2.1 结构形式的选择18-19
• 2.2.2 自由度的确定19-20
• 2.2.3 工作空间确定20-21
• 2.3 机械手的本体结构设计21-29
• 2.3.1 关节结构设计21-23
• 2.3.2 驱动方式选择23-25
• 2.3.3 型号选择25-29
• 2.4 机械手的总体结构29
• 2.5 本章小结29-31
• 第三章 液态玻璃挑料机械手的运动学分析31-49
• 3.1 空间刚体位姿描述31-33
• 3.1.1 位置的描述31-32
• 3.1.2 方位的描述32
• 3.1.3 末端执行器（点）位姿描述32-33
• 3.2 坐标系的建立33-42
• 3.2.1 运动学正解34-36
• 3.2.2 运动学逆解36-39
• 3.2.3 雅可比矩阵39-40
• 3.2.4 轨迹规划40-42
• 3.3 运动学仿真42-47
• 3.3.1 ADAMS软件简介42-43
• 3.3.2 创建虚拟样机43-44
• 3.3.3 正解仿真试验44-46
• 3.3.4 逆解仿真试验46-47
• 3.4 工作空间分析仿真47-48
• 3.4.1 基于MATLAB的仿真47-48
• 3.5 本章小结48-49
• 第四章 有限元分析49-57
• 4.1 ANSYS简介49
• 4.2 有限元分析49-50
• 4.3 关键部件静力学分析50-52
• 4.3.1 大臂静力学分析50-51
• 4.3.2 小臂静力学分析51-52
• 4.4 模态分析52-55
• 4.5 本章小结55-57
• 第五章 五自由度玻璃挑料机械手试验研究57-65
• 5.1 开放式控制系统结构57-58
• 5.1.1 控制系统分类57-58
• 5.1.2 机器人控制器现状与发展58
• 5.2 系统设计58-59
• 5.3 性能试验59-63
• 5.3.1 重复定位精度试验61-63
• 5.4 本章小结63-65
• 第六章 结论与展望65-67
• 6.1 结论65
• 6.2 展望65-67
• 参考文献67-71
• 致谢71-73
• 作者简介73
• 个人情况73
• 教育背景73
• 在学期间发表论文73

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王田苗;陶永;;我国工业机器人技术现状与产业化发展战略[J];机械工程学报;2014年09期

2 谭民;王硕;;机器人技术研究进展[J];自动化学报;2013年07期

3 蔡自兴;郭t，

本文编号：1084783