| 【中文题名】 | BY-6机器人腕部结构设计与分析 |
| 【英文题名】 | |
| 【学科专业】 | 机械工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2006-12-6 |
| 【中关键词】 | 机器人,三维建模,有限元法,运动学分析,, |
| 【英关键词】 | manipulator,3D modeling,FEA,kinematics analysis, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>机器人技术>机器人> |
| 【论文摘要】 | 机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。机器人的应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。
本文的主要任务和要解决的问题，是设计一台六自由度的机器人，并用CAD／CAE软件完成从建模到运动学分析、应力分析的全过程。需要全面理解3D建模、有限元法和运动学仿真的知识。
本研究在国内外学者的已有理论基础上，针对以往研究的不足，根据实际使用要求，确定采用六自由度的关节型机器人结构方案；由于机器人有结构复杂，构件繁多的特点，需要用高端软件配合进行建模，装配的工作，故以UG NX2为三维建模工具，设计了机器人的结构；并采用UG-MONTION对其进行运动学仿真；同时采用有限元法对其中某些零件的强度进行了校核，得到了在一般工况下的应力分布和位移状况。为了获得在不同设置情况下求解的区别，特别列举了2种情况下的求解结果，并对此进行比较分析。最后通过仿真对机器人的典型运动状态进行分析，并给出了相关的结果。
研究结果表明，通过三维建模和仿真，在计算机上演示了机器人已达到了预期的功能... |
| 【论文题纲】 |
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声明 |
2-5 |
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目录 |
5-7 |
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1 绪论 |
7-18 |
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1.1 机器人发展现状与机器人设计 |
7-11 |
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1.1.1 国外机器人发展现状 |
7-9 |
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1.1.2 国内机器人发展现状 |
9 |
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1.1.3 机器人设计 |
9-11 |
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1.2 计算机辅助设计分析 CAD/CAE |
11-13 |
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1.2.1 计算机辅助设计分析 CAD/CAE意义 |
11-12 |
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1.2.2 CAD/CAE发展现状 |
12-13 |
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1.2.3 CAD/CAE与国外水平差距 |
13 |
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1.3 机器人组成 |
13-14 |
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1.3.1 执行机构 |
13-14 |
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1.3.2 驱动装置 |
14 |
|
1.3.3 控制系统 |
14 |
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1.4 机器人分类 |
14-16 |
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1.4.1 按用途分类 |
14-15 |
|
1.4.2 按控制形式分类 |
15 |
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1.4.3 按驱动方式分类 |
15-16 |
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1.5 本课题研究目的、意义和研究方法 |
16-18 |
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1.5.1 本课题研究目的和意义 |
16 |
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1.5.2 本课题研究方法 |
16-18 |
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2 BY-6机器人结构与运动分析 |
18-39 |
|
2.1 机器人运动学概述 |
18-20 |
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2.2 连杆坐标系设定 |
20-21 |
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2.2.1 中间连杆 |
20 |
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2.2.2 首末连杆 |
20-21 |
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2.2.3 连杆坐标系规定的连杆参数 |
21 |
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2.3 连杆变换与运动学方程 |
21-22 |
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2.4 机器人运动学正解方程 |
22-25 |
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2.5 机器人运动学反解方程 |
25-28 |
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2.6 腕部结构选型 |
28-33 |
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2.6.1 单自由度手腕 |
29-30 |
|
2.6.2 两自由度手腕 |
30-31 |
|
2.6.3 三自由度手腕 |
31 |
|
2.6.4 BY-6机器人腕部结构选型 |
31-33 |
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2.7 机器人运动仿真 |
33-39 |
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2.7.1 建立虚拟样机模型 |
33-36 |
|
2.7.2 进行仿真 |
36-39 |
|
3 BY-6机器人腕部结构分析 |
39-53 |
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3.1 腕部结构分析 |
39-44 |
|
3.1.1 选择零件 |
39-40 |
|
3.1.2 受力分析 |
40 |
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3.1.3 载荷分析 |
40-41 |
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3.1.4 边界条件设置 |
41-42 |
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3.1.5 网格划分 |
42-44 |
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3.1.6 应力求解 |
44 |
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3.2 应力与位移分析 |
44-53 |
|
3.2.1 应力分析 |
44-48 |
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3.2.2 位移分析 |
48-53 |
|
4 末端执行器分析计算 |
53-58 |
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4.1 末端执行器 |
53-55 |
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4.1.1 夹持器 |
53-54 |
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4.1.2 拟手指型执行器 |
54 |
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4.1.3 吸式执行器 |
54-55 |
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4.2 平移型手爪分析计算 |
55-58 |
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4.2.1 手爪结构设计 |
55-57 |
|
4.2.2 抓钳计算校核 |
57-58 |
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5 总结与展望 |
58-59 |
|
攻读硕士学位期间发表的论文 |
59 |
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致谢 |
59-60 |
|
参考文献 |
60-61 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.381356 |
