工業(yè)機器人動力學仿真及有限元分析.pdf

1、自1995年美國推出世界上第一臺Unimate型機器人以來，工業(yè)機器人的數(shù)量在世界范圍內(nèi)不斷增長，焊接從一開始就是工業(yè)機器人應用最重要的領域之一，焊接機器人能顯著提高焊接質量和工作效率，減輕工人的勞動強度，降低生產(chǎn)成本和對工人操作技術的要求，它的廣泛應用和國產(chǎn)化、產(chǎn)業(yè)化，對實現(xiàn)我國在21世紀前半葉成為世界制造強國的目標具有非常重要的意義。本文針對一臺6R焊接機器人，系統(tǒng)分析了其動力學性能和結構特性。
　　 首先運用D-H方法，建

2、立了該機器人的連桿坐標系，在此基礎上，推導了機器人的運動學正反解、求解了機器人的雅可比矩陣；對機器人進行了詳細的靜力學、動力學分析；利用Robotic Toolbox和Matlab編程實現(xiàn)了機器人的運動學可視化仿真，直觀地反映了機器人各關節(jié)變量與末端位姿矩陣之間的關系，為機器人的三維圖形仿真提供了參考；利用Matlab/Simulink建立了機器人的動力學仿真模型，編制了相應的Matlab計算程序，通過動力學仿真，得到了運動過程中機器人

3、各關節(jié)驅動力矩的變化曲線，為合理選擇驅動電機、軸承等關鍵零部件以及機器人的實時和最優(yōu)控制提供了依據(jù)。
　　 針對機器人操作機的機構優(yōu)化設計，對機器人關鍵承載部件進行了分析和簡化，建立了關鍵承載部件的有限元分析模型，選取了最危險的受力狀況作為分析工況，對各部件進行了靜力分析，得到了各部件的應力和位移分布，獲得了各部件的最大變形，對機器人局部剛度進行了評價。
　　 最后對各部件進行了模態(tài)分析，提取了各部件前6階的模態(tài)，研究了