可視卸磚機器人的設(shè)計仿真和應用研究.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)計了一種可視卸磚機器人來解決卸磚環(huán)節(jié)無法實現(xiàn)自動化這一問題，并根據(jù)可視卸磚機器人的卸磚環(huán)節(jié)提出了自動卸磚裝磚生產(chǎn)線的整體設(shè)計方案。為使可視卸磚機器人具備良好的動態(tài)特性，本文從運動學、動力學及靜力學三個方面對可視卸磚機器人進行分析。主要研究內(nèi)容如下

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

3、機及減速器的型號預選擇提供了依據(jù)。
　　3.采用Ansys軟件對可視卸磚機器人關(guān)鍵零部件和本體進行靜態(tài)分析和模態(tài)分析，得到了機器人關(guān)鍵零部件和本體的應力、位移分布云圖及卸磚機器人在兩種作業(yè)位姿下的固有頻率，根據(jù)分析結(jié)果對卸磚機器人關(guān)鍵零部件的結(jié)構(gòu)及大、小臂的壁厚進行了優(yōu)化。優(yōu)化后的卸磚機器人系統(tǒng)剛度和強度得到了很大改善，同時卸磚機器人的靜態(tài)分析和模態(tài)分析結(jié)果顯示了機器人系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)和需要避免的驅(qū)動頻率，為卸磚機器人機構(gòu)的進一步分