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文檔簡介
1、我國鐵路編組站經(jīng)過幾十年的發(fā)展,形成了幾十個擁有新技術(shù)裝備的駝峰編組場。然而,由于火車自動摘鉤系統(tǒng)存在諸多技術(shù)難點問題,火車摘鉤自動化尚未徹底解決,使得現(xiàn)如今鐵路摘鉤人員工作強度大并存在摘鉤安全隱患。為了解放勞動力、提高工作效率并消除工人操作安全隱患,本文通過對摘鉤過程的分析設(shè)計了一種形式新穎的火車自動摘鉤機器人。它可以替代摘鉤人員完成列車的自動摘鉤,填補編組站自動摘鉤領(lǐng)域的空白。
首先,在綜合分析國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,確定
2、了火車摘鉤機器人的系統(tǒng)方案與結(jié)構(gòu)設(shè)計準則。采用模塊化思想提出并設(shè)計了一種全新的火車摘鉤機器人本體結(jié)構(gòu)。這里將火車摘鉤機器人的本體結(jié)構(gòu)分為摘鉤機械手模塊、升降模塊、橫移模塊和行走模塊。各執(zhí)行模塊分別由各自的驅(qū)動裝置來驅(qū)動,最后通過控制系統(tǒng)來控制各驅(qū)動裝置以保證各模塊協(xié)調(diào)動作來完成對火車車鉤的自動摘取。
其次,建立了火車摘鉤機器人的運動學模型,對機器人進行運動學正解與反解計算。分別利用幾何繪圖法與數(shù)值分析法分析了火車摘鉤機器人的操
3、作空間以驗證摘鉤動作的可行性?;谖宕味囗検讲逯捣▽φ^機械手進行了軌跡規(guī)劃,從規(guī)劃的結(jié)果可以看出,機械手在運動過程中位置連續(xù),速度平穩(wěn)且不存在加速度突變。這說明機械手在運動過程中動作平穩(wěn)可靠,不存在振動和沖擊等劇烈運動的情況。之后,在機器人D-H參數(shù)運動學模型的基礎(chǔ)上,基于牛頓-歐拉法建立了機器人的動力學方程,并利用SimMechanics對其進行動力學仿真,求出各關(guān)節(jié)的驅(qū)動力矩。
最后,采用矩陣微分法建立了機器人末端機械手
4、的靜態(tài)位姿誤差模型,對火車摘鉤機器人進行末端機械手運動誤差分析。對由機器人運動學模型中運動變量和結(jié)構(gòu)參數(shù)誤差引起的機器人末端機械手的位姿誤差進行了仿真。從仿真結(jié)果可以看出,角度參數(shù)誤差較長度參數(shù)誤差對機器人末端機械手的位姿誤差影響較大。然后又分析了連桿柔性對機器人末端機械手誤差的影響,從結(jié)果可以看出,由于機器人的運動特點,連桿的柔性對其誤差的影響比較微弱。最后又探討了多因素影響下的火車摘鉤機器人位姿誤差,通過分析,將各種因素引起的機器人
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