卫生陶瓷修坯机器人的机构研究

发布时间：2017-06-27 20:22

  本文关键词：卫生陶瓷修坯机器人的机构研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：针对卫生陶瓷生产企业现场的工作环境,综合考虑卫生陶瓷产品的外形特点和擦坯工序要求,结合现有擦坯机器人技术,课题提出了一种高度模仿人工擦坯动作的机械手机构。该机构区别于常用的在机械臂末端安装“旋转式”打磨工具的机器人打磨方式,设计了一种安装在关节机械臂末端,能够模仿人工“直线往复”打磨动作及适应卫生陶瓷坯体复杂外表面变化的柔性机械手。结合现有擦坯机器人技术及机器人在卫生陶瓷领域的应用,提出利用空间关节机器臂来实现擦坯工作的宏观运动轨迹,并对空间关节机器臂的构型及选型要求进行了分析。根据陶瓷坯体的外形及材料特征,结合现有技术,提出了一种能够对复杂曲面有一定适应能力的柔性机械手指机构;依据静力平衡方程推导出了机械臂腕部施力与柔性机械手指运动之间的相互关系式;对坯体受力进行了实验分析,获得了陶瓷坯体表面受力与擦坯效果的详细实验数据;根据受力与手指角度改变的关系式及实验数据处理结果,推导出在擦坯作业过程中,利用角度传感器来反馈手指间角度的变化情况,从而实现对机械臂的运动轨迹加以规划的完整理论。论文提出了一种新型的齿轮五连杆机构来实现往复直线运动,并对其进行了运动学及动力学分析,通过对往复运动机构的结构设计,避免了机构运动过程中的“奇异位形”。利用Solid Works对擦坯机械手进行了三维立体建模,通过空间理论避免了连杆在实际运动过程中出现的干涉情况,利用Motion插件对机械手进行了运动仿真,获得了擦坯机械手的运动、速度、加速度-时间曲线图,通过对仿真数据的分析,验证了设计的可行性。
【关键词】：机械手 擦坯 往复运动 运动仿真
【学位授予单位】：华北理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP242
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 引言8-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 课题研究的背景9-10
• 1.2 机器人技术在卫生陶瓷生产中的应用10-13
• 1.2.1 卫生陶瓷修坯技术概述10-12
• 1.2.2 现代机器人技术与擦坯工序的结合12-13
• 1.3 擦坯机器人在国内外的发展状况13-15
• 1.4 课题研究的目的及意义15-16
• 1.5 课题主要研究内容16-17
• 第2章 柔性机械手指机构及分析17-33
• 2.1 机械手整体机构设计要求及方案17-18
• 2.2 柔性机械手指结构分析18-21
• 2.3 柔性机械手指静力学分析21-25
• 2.4 陶瓷坯体受力分析实验25-28
• 2.5 利用MATLAB进行数值分析28-32
• 2.6 本章小结32-33
• 第3章 往复运动机构的设计及分析33-47
• 3.1 往复运动机构的设计33-35
• 3.1.1 往复运动机构的基本原理33-34
• 3.1.2 往复运动机构的自由度分析34-35
• 3.2 往复运动机构“奇异位形”分析35-37
• 3.3 往复运动机构运动学及动力学分析37-46
• 3.3.1 往复运动机构运动学正解分析37-40
• 3.3.2 往复运动机构运动学逆解分析40-41
• 3.3.3 往复运动机构动力学分析41-46
• 3.4 本章小结46-47
• 第4章 擦坯机械手三维建模及仿真47-54
• 4.1 擦坯机械手的整体机构设计47-49
• 4.1.1 擦坯机械手机构分析47-48
• 4.1.2 擦坯机械手工作过程分析48-49
• 4.2 SolidWorks环境下的三维建模49-51
• 4.3 利用Motion插件的仿真分析51-53
• 4.4 本章小结53-54
• 第5章 多自由度关节臂的机构研究54-64
• 5.1 关节机器臂机构构型分析54-57
• 5.2 擦坯机械臂运动学分析57-61
• 5.3 关节机械臂的选型61-63
• 5.4 本章小结63-64
• 结论64-65
• 参考文献65-68
• 致谢68-69
• 导师简介69
• 企业导师简介69-70
• 作者简介70-71
• 学位论文数据集71

  本文关键词：卫生陶瓷修坯机器人的机构研究，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：491156