可視卸磚機(jī)器人的設(shè)計(jì)仿真和應(yīng)用研究.pdf

1、隨著磚瓦行業(yè)的不斷發(fā)展，卸磚環(huán)節(jié)無法實(shí)現(xiàn)自動化成為制約磚瓦行業(yè)生產(chǎn)效率的主要原因，目前大多數(shù)磚廠均采用人工卸磚的生產(chǎn)方式，工人勞動強(qiáng)度大，企業(yè)用人成本高，并且生產(chǎn)效率很低。在這種背景下，本課題設(shè)計(jì)了一種可視卸磚機(jī)器人來解決卸磚環(huán)節(jié)無法實(shí)現(xiàn)自動化這一問題，并根據(jù)可視卸磚機(jī)器人的卸磚環(huán)節(jié)提出了自動卸磚裝磚生產(chǎn)線的整體設(shè)計(jì)方案。為使可視卸磚機(jī)器人具備良好的動態(tài)特性，本文從運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)及靜力學(xué)三個方面對可視卸磚機(jī)器人進(jìn)行分析。主要研究內(nèi)容如下

2、：
　　1.采用D-H方法建立可視卸磚機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)數(shù)學(xué)模型，并對其進(jìn)行正、逆運(yùn)動學(xué)分析和雅克比矩陣的求解。根據(jù)機(jī)器人的D-H參數(shù)及作業(yè)要求，利用Matlab軟件完成了對卸磚機(jī)器人作業(yè)空間的仿真。
　　2.在建立的運(yùn)動學(xué)數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上，采用牛頓-歐拉法對卸磚機(jī)器人進(jìn)行了動力學(xué)分析，同時利用Adams軟件對卸磚機(jī)器人進(jìn)行運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)仿真，運(yùn)動學(xué)仿真結(jié)果驗(yàn)證了采用B樣條函數(shù)進(jìn)行關(guān)節(jié)空間軌跡規(guī)劃的可行性，動力學(xué)仿真結(jié)果為各關(guān)節(jié)電

3、機(jī)及減速器的型號預(yù)選擇提供了依據(jù)。
　　3.采用Ansys軟件對可視卸磚機(jī)器人關(guān)鍵零部件和本體進(jìn)行靜態(tài)分析和模態(tài)分析，得到了機(jī)器人關(guān)鍵零部件和本體的應(yīng)力、位移分布云圖及卸磚機(jī)器人在兩種作業(yè)位姿下的固有頻率，根據(jù)分析結(jié)果對卸磚機(jī)器人關(guān)鍵零部件的結(jié)構(gòu)及大、小臂的壁厚進(jìn)行了優(yōu)化。優(yōu)化后的卸磚機(jī)器人系統(tǒng)剛度和強(qiáng)度得到了很大改善，同時卸磚機(jī)器人的靜態(tài)分析和模態(tài)分析結(jié)果顯示了機(jī)器人系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)和需要避免的驅(qū)動頻率，為卸磚機(jī)器人機(jī)構(gòu)的進(jìn)一步分