基于MATLAB的小型碼垛機器人機構設計與仿真的研究.pdf

1、本文主要以SolidWorks三維建模軟件和MATLAB仿真軟件為平臺，從不同角度研究該小型碼垛機器人，其中包括對其任務空間的分析、運動學分析、動力學分析、性能分析、結構尺寸優(yōu)化、三維實體建模與仿真等。采用無紙化的設計理念不僅提高工作效率更能減少經濟成本，對機器人結構設計與仿真等方面的研究具有較高的參考意義。研究取得了以下成果:
　　根據(jù)對碼垛機器人任務空間的分析，確定其實際任務空間范圍。選用D-H參數(shù)法建立機器人坐標系，然后對該

2、建立的模型進行運動學分析，應用矩陣的相關其次變化推導出該碼垛機器人末端執(zhí)行裝置連桿的位置、姿態(tài)與各結構參數(shù)之間的關系。對該碼垛機器人工作空間進行分析，運用MATLAB進行編程從而獲得該碼垛機器人工作空間的三維圖，并研究其主要參數(shù)對碼垛機器人工作空間體積的影響。
　　對該碼垛機器人進行動態(tài)靜力學建模，通過受力分析和主要桿件的加速度分析，列出不同角度的變化對各個連桿的驅動力和驅動力矩的影響，并用MATLAB編程繪制出各個目標函數(shù)的變化

3、對其連桿的驅動力和驅動力矩的影響曲線圖。最后定義了關節(jié)驅動力和驅動力矩影響系數(shù)，并研究不同桿長的變化對驅動力和驅動力矩的影響系數(shù)。
　　介紹了該小型碼垛機器人的速度Jacobian矩陣和剛度矩陣并對其進行求解，對其速度和靜剛度性能進行分析，并給出速度全域性能評價指標、加速度全域性能評價指標和靜剛度全域性能評價指標。運用MATLAB進行編程實現(xiàn)相應圖譜的繪制，最后對繪制的圖譜進行分析并得出結論。
　　應用MATLAB遺傳算法工

4、具箱對該機器人的結構尺寸進行優(yōu)化，優(yōu)化時以其工作空間、速度性能評價指標和靜剛度性能評價指標為待優(yōu)化的目標函數(shù)，對其進行優(yōu)化并得出全局最優(yōu)解。對比優(yōu)化前后機器人的工作空間截面面積、速度性能評價指標和靜剛度性能評價指標，來檢驗優(yōu)化結構的正確性。
　　應用SolidWorks軟件建立該小型碼垛機器人各主要零部件的實體模型，并對模型零部件進行裝配，裝配完成后進行干涉檢查。以MATLAB軟件為平臺，通過SimMechanics Links插