移动式袋装货物码垛机器人结构设计与动力学分析
发布时间：2023-02-27 18:11
目前,我国在对厢式货车的袋装货物装卸和码垛,大部分还是靠人工来完成,这样既降低装、码的效率,还增加了劳动成本;水泥的搬运,环境较恶劣,人工来搬运,有害身体健康,而且容易发生危险,由于传统的码垛机器人不适用于厢式货车的搬运码垛,所以对传统的码垛机器人进行设计改造,设计了两种码垛机器人。首先,了解明确了码垛机器人的工作环境并进行码垛机器人的性能参数设计,对码垛机器人各部分结构型式、驱动方式和传动方式进行了初步选型;在进行结构设计时,对码垛机器人A和B在工作过程中存在的结构问题和安装问题等细节进行了方案解决;介绍了末端执行器的结构形式和工作原理;各部分组合连接完成两种码垛机器人整体结构方案;最后完成了码垛机器人的驱动系统包括液压缸、气压缸、电机和减速器的选型计算工作。其次,在设定了码垛机器人的工作过程和轨迹路线的前提下,进行运动学仿真可以得出了码垛机器人末端执行器位移和速度曲线,各驱动关节力矩和功耗情况,伸缩臂、移动臂及机械手的受力情况,通过查看曲线的平滑或突变来验证运动平稳性、得出最大力矩和功耗数据是否小于第二章的选型计算结果验证电机和减速器是否满足工作要求、得出受力情况为静力学分析提供数...
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 论文研究的背景、意义
1.2 国内外码垛机器人发展现状
1.2.1 国外码垛机器人发展现状概况
1.2.2 国内码垛机器人发展现状概况
1.3 研究内容和技术方法
第2章 码垛机器人整体结构设计
2.1 码垛机器人的作业环境简介和结构设计构思
2.1.1 码垛机器人的作业环境要求
2.1.2 整体设计方案构思
2.1.3 码垛机器人的性能参数设计
2.2 码垛机器人整体方案选型设计
2.2.1 机器手结构选型
2.2.2 伸缩臂结构选型
2.2.3 移动臂结构选型
2.2.4 驱动方式选择
2.2.5 传动方式选择
2.3 码垛机器人结构建模
2.3.1 机械手结构建模
2.3.2 伸缩臂结构设计
2.3.3 移动臂结构设计
2.3.4 末端执行器结构设计
2.4 码垛机器人整体结构方案
2.4.1 码垛机器人A和B整体结构
2.4.2 厢式货车码垛流程
2.5 码垛机器人A驱动部件选型计算
2.5.1 码垛机器人A伸缩臂液压缸选型计算
2.5.2 码垛机器人A的皮带输送电机选型计算
2.5.3 码垛机器人A回转底座电机和减速机选型计算
2.6 码垛机器人B电机和减速机选型计算
2.6.1 码垛机器人B的底座电机和减速机选型计算
2.6.2 码垛机器人B的齿轮齿条—电机和减速机选型计算
2.7 末端执行器气压缸选型计算
2.8 本章小结
第3章 码垛机器人运动学分析
3.1 ADAMS软件
3.2 建立码垛机器人仿真模型
3.2.1 模型简化
3.2.2 构件参数设置
3.2.3 添加约束与驱动
3.2.4 添加负载
3.2.5 轨迹规划并添加驱动和载荷函数
3.3 码垛机器人仿真结果
3.3.1 仿真过程分析
3.3.2 末端执行器位置仿真结果分析
3.3.3 驱动关节力矩和功耗仿真曲线
3.3.4 关节受力曲线
3.4 本章小结
第4章 码垛机器人静力学分析和模态分析
4.1 有限元分析简介
4.2 码垛机器人整体静力学分析
4.2.1 伸缩臂(移动臂)结构静力学分析
4.2.2 导轨滑块结构接触分析
4.2.3 机械手结构静力学分析
4.3 码垛机器人模态分析
4.3.1 模态分析原理
4.3.2 模态分析结果
4.4 本章小结
第5章 码垛机器人B结构优化设计
5.1 结构优化方法与流程
5.1.1 结构优化方法
5.1.2 优化工作流程
5.2 移动臂结构优化设计
5.2.1 重建模型进行分析
5.2.2 选择使用的参数、设置分析选项和参数上下限
5.2.3 更新并查看优化结果
5.3 本章小结
第6章 总结
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
在学研究成果
致谢
本文编号：3751204
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 论文研究的背景、意义
1.2 国内外码垛机器人发展现状
1.2.1 国外码垛机器人发展现状概况
1.2.2 国内码垛机器人发展现状概况
1.3 研究内容和技术方法
第2章 码垛机器人整体结构设计
2.1 码垛机器人的作业环境简介和结构设计构思
2.1.1 码垛机器人的作业环境要求
2.1.2 整体设计方案构思
2.1.3 码垛机器人的性能参数设计
2.2 码垛机器人整体方案选型设计
2.2.1 机器手结构选型
2.2.2 伸缩臂结构选型
2.2.3 移动臂结构选型
2.2.4 驱动方式选择
2.2.5 传动方式选择
2.3 码垛机器人结构建模
2.3.1 机械手结构建模
2.3.2 伸缩臂结构设计
2.3.3 移动臂结构设计
2.3.4 末端执行器结构设计
2.4 码垛机器人整体结构方案
2.4.1 码垛机器人A和B整体结构
2.4.2 厢式货车码垛流程
2.5 码垛机器人A驱动部件选型计算
2.5.1 码垛机器人A伸缩臂液压缸选型计算
2.5.2 码垛机器人A的皮带输送电机选型计算
2.5.3 码垛机器人A回转底座电机和减速机选型计算
2.6 码垛机器人B电机和减速机选型计算
2.6.1 码垛机器人B的底座电机和减速机选型计算
2.6.2 码垛机器人B的齿轮齿条—电机和减速机选型计算
2.7 末端执行器气压缸选型计算
2.8 本章小结
第3章 码垛机器人运动学分析
3.1 ADAMS软件
3.2 建立码垛机器人仿真模型
3.2.1 模型简化
3.2.2 构件参数设置
3.2.3 添加约束与驱动
3.2.4 添加负载
3.2.5 轨迹规划并添加驱动和载荷函数
3.3 码垛机器人仿真结果
3.3.1 仿真过程分析
3.3.2 末端执行器位置仿真结果分析
3.3.3 驱动关节力矩和功耗仿真曲线
3.3.4 关节受力曲线
3.4 本章小结
第4章 码垛机器人静力学分析和模态分析
4.1 有限元分析简介
4.2 码垛机器人整体静力学分析
4.2.1 伸缩臂(移动臂)结构静力学分析
4.2.2 导轨滑块结构接触分析
4.2.3 机械手结构静力学分析
4.3 码垛机器人模态分析
4.3.1 模态分析原理
4.3.2 模态分析结果
4.4 本章小结
第5章 码垛机器人B结构优化设计
5.1 结构优化方法与流程
5.1.1 结构优化方法
5.1.2 优化工作流程
5.2 移动臂结构优化设计
5.2.1 重建模型进行分析
5.2.2 选择使用的参数、设置分析选项和参数上下限
5.2.3 更新并查看优化结果
5.3 本章小结
第6章 总结
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
在学研究成果
致谢
本文编号：3751204
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