水平四自由度裝配機器人的設(shè)計及其運動學(xué)和動力學(xué)仿真分析.pdf

1、本文以水平四自由度裝配機器人手臂為研究對象,采用虛擬樣機技術(shù)對機械系統(tǒng)進設(shè)計,利用虛擬樣機軟件ADAMS的運動學(xué)和動力學(xué)仿真功能,對水平四自由度裝配機器人手臂的運動學(xué)和動力學(xué)特性做了深入研究;而仿真分析結(jié)果可以指導(dǎo)修改零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計或調(diào)整零件的材料。虛擬樣機技術(shù)的應(yīng)用對于提高產(chǎn)品品質(zhì),降低產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)成本具有很大作用。首先建立了水平四自由度裝配機器人手臂的模型,并依據(jù)以上模型建立了水平二連桿機器人手臂的運動學(xué)和動力學(xué)方程;從理論上對水

2、平二連桿機器人手臂的運動學(xué)和動力學(xué)規(guī)律進行研究。對二連桿機器人手臂在水平狀態(tài)下僅考慮總的動能,而忽略由于手臂撓曲變形而產(chǎn)生的位能變化。運用拉格朗日功能平衡法來計算二連桿機器人手臂系統(tǒng)的拉格朗日函數(shù)L。
　　通過對二連桿機械手系統(tǒng)的分析,可以求得如下參數(shù)及方程。1.計算任一連桿上任一點的速度;2.建立二連桿機械手系統(tǒng)的運動學(xué)方程;3.計算各連桿的動能和機械手的總動能;4.建立機械手系統(tǒng)的拉格朗日函數(shù);5.對拉格朗日函數(shù)求導(dǎo),以得到動

3、力學(xué)方程式。在機器人手臂的運動學(xué)和動力學(xué)仿真分析方面,利用ADAMS做運動學(xué)和動力學(xué)仿真,可以得到各桿件的任一點的位置、速度、加速度、作用力、力矩、各連桿的動能和機械手的總動能等;輸入密度等資料,可求出質(zhì)心信息。以上信息的取得對于機器人手臂的設(shè)計可以起到支持作用。結(jié)構(gòu)振動是研究機械設(shè)備運動和力學(xué)問題的重要基礎(chǔ)。機械設(shè)備,特別是運動機械,由于振動問題引起的機械故障率高達60％~70%。它常常是造成機械和結(jié)構(gòu)惡性破壞和失效的直接原因?，F(xiàn)在振