隔軸驅(qū)動(dòng)機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與開發(fā).pdf

1、隨著自動(dòng)化生產(chǎn)行業(yè)對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率的要求越來越高，新型機(jī)械手廣泛應(yīng)用到特定的自動(dòng)化生產(chǎn)。本文設(shè)計(jì)了一種隔軸驅(qū)動(dòng)機(jī)械手，完成該機(jī)械手的軌跡路徑規(guī)劃算法，并為該機(jī)械手設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)軟件。該機(jī)械手采用隔軸驅(qū)動(dòng)的方式來驅(qū)動(dòng)小臂和手腕的運(yùn)動(dòng)，將對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝于轉(zhuǎn)臂架上，即大臂旋轉(zhuǎn)中心軸附近，從而有效地減少整機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，釋放了關(guān)節(jié)處的空間，關(guān)節(jié)空間的釋放方便了手腕處二指張角手指下料管的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。隔軸驅(qū)動(dòng)機(jī)械手是對(duì)小型平面上下料機(jī)械手的創(chuàng)

2、新，可廣泛應(yīng)用于各類形產(chǎn)品的擺放。本文研究內(nèi)容分為以下幾個(gè)部分：
　　首先綜述了國內(nèi)外上下料機(jī)械手在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與機(jī)械手路徑規(guī)劃方面的現(xiàn)狀，并闡明了本論文的研究意義。
　　其次對(duì)隔軸驅(qū)動(dòng)機(jī)械手進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)，通過建立隔軸驅(qū)動(dòng)機(jī)械手坐標(biāo)系和D-H參數(shù)，對(duì)機(jī)械手進(jìn)行了正運(yùn)動(dòng)學(xué)與逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的分析。通過對(duì)隔軸驅(qū)動(dòng)機(jī)械手的動(dòng)力學(xué)模型的簡化，結(jié)合工程設(shè)計(jì)軟件建立的機(jī)械手模型所計(jì)算的機(jī)械手質(zhì)量屬性，再運(yùn)用拉格朗日法建立隔軸驅(qū)動(dòng)機(jī)械手動(dòng)力學(xué)方程。

3、
　　在機(jī)械手逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的基礎(chǔ)上研究了機(jī)械手的五次多項(xiàng)式軌跡規(guī)劃，軌跡函數(shù)滿足運(yùn)動(dòng)過程中位置，速度和加速度平滑變化的要求。本文基于遺傳算法研究了隔軸驅(qū)動(dòng)機(jī)械手生產(chǎn)線上連續(xù)點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)的TSP優(yōu)化問題。利用工程仿真軟件對(duì)機(jī)械手模型進(jìn)行動(dòng)力學(xué)的仿真與分析，輸出了末端一點(diǎn)的位移、速度以及加速度等數(shù)據(jù)以及各關(guān)節(jié)角速度、角加速度和力矩的變化曲線，再通過前文的理論進(jìn)行驗(yàn)證。
　　本文通過工程有限元分析軟件對(duì)隔軸驅(qū)動(dòng)機(jī)械手的轉(zhuǎn)臂架和關(guān)節(jié)芯軸進(jìn)行

4、了有限元分析，設(shè)計(jì)了手腕組件的結(jié)構(gòu)，提出一種適應(yīng)于球狀物體的二指張角手指下料管機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械手在無拾取環(huán)節(jié)下的連續(xù)擺放的功能。利用拓?fù)鋬?yōu)化方法的變密度法對(duì)機(jī)械手大臂和小臂等關(guān)鍵部位進(jìn)行了結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化，減少機(jī)械手結(jié)構(gòu)質(zhì)量，提高機(jī)械手的工作效率和定位精度。
　　最后為隔軸驅(qū)動(dòng)機(jī)械手設(shè)計(jì)了專門的人機(jī)交互界面，在基本運(yùn)動(dòng)控制模塊通過運(yùn)動(dòng)函數(shù)來擴(kuò)展機(jī)械手功能，通過離線編程模塊對(duì)機(jī)械手進(jìn)行軌跡規(guī)劃，并對(duì)機(jī)械手進(jìn)行虛擬仿真與實(shí)時(shí)監(jiān)控，根據(jù)運(yùn)動(dòng)