自动上下料的欠驱动机械臂的设计
[Abstract]:At present, the series manipulator is used for loading and unloading, which has the advantages of flexible motion and large operation radius, but it also has the disadvantages of multi-motor cooperative control, complex control system, high cost and so on. The existing loading and unloading operations are usually realized only by using two or three degrees of freedom, and the six degree of freedom joint arm manipulator is not suitable for this kind of operation. In this paper, an underactuated manipulator for loading and unloading operation is designed according to the movement characteristics of upper and lower material operation. In this paper, the technical specifications and working principle of the designed underactuated manipulator are analyzed, and the kinematic mathematical model of the link mechanism, which is the key component, is derived to determine the installation position of the encoder and brake. The central position of the terminal claw and the relationship between the range of motion of the manipulator and the length of each joint and the angle of rotation are found out. At the same time, the virtual prototype model of the key component linkage mechanism is established, and the simulation experiment is carried out by using ADAMS software to verify the working principle of the underactuated manipulator, and the experimental results are used to guide the optimal design of the linkage mechanism. At the same time, the results of the simulation test and the theoretical model of the linkage mechanism are compared, the difference between them is found out, and the reasons are analyzed. According to the technical index, theoretical analysis and simulation test results of the underactuated manipulator, a virtual prototype is designed by using the engineering software Solidworks to design its component structure and material selection. The underactuated manipulator uses the supporting mechanism with roller as the base, and controls the movement of the terminal gripper by driving the linkage mechanism through the stepping motor. The position that the manipulator can reach can measure the angle of joint rotation in real time through the angle displacement sensor. The electromagnetic brake can lock and loosen the frame to realize two kinds of motion modes of the linkage mechanism. In this paper, the mechanical analysis of the key components of the manipulator is carried out by using the ANSYS software. The results show that the design of the key components is reasonable. In addition, modal analysis of underactuated linkage mechanism in ANSYS workbench is carried out to verify whether resonance occurs in the motion of the manipulator. From the results of modal analysis, it is obtained that the drive of motor with resonance frequencies of 80Hz and 100Hz / min will not cause the motion of underactuated manipulator to resonate, and will not affect the positioning accuracy of the manipulator.
【学位授予单位】:安徽理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP241
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本文编号:2369395
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