全固定電機(jī)驅(qū)動的SCARA機(jī)器人的研究.pdf

1、隨著工業(yè)自動化的發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用也越發(fā)廣泛。針對某些中、小型企業(yè)需要一種價(jià)格在2萬元以內(nèi)的小型搬運(yùn)機(jī)器人的需求，本文設(shè)計(jì)了一種全固定電機(jī)驅(qū)動的SCARA機(jī)器人，其結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)SCARA機(jī)器人不同，它所有的驅(qū)動電機(jī)安裝在基座內(nèi)，采用套軸和同步帶的傳動方式傳遞運(yùn)動，機(jī)械手末端采用氣缸和吸盤完成對工件的取放，其價(jià)格便宜且工作穩(wěn)定可靠，適用于一般精度的平面運(yùn)動的搬運(yùn)作業(yè)。
　　因此全固定電機(jī)驅(qū)動的SCARA機(jī)器人的研究十分具有工程應(yīng)用

2、價(jià)值。本文主要對全固定電機(jī)驅(qū)動的SCARA機(jī)器人進(jìn)行理論分析和機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要內(nèi)容如下：
　　建立SCARA機(jī)器人的簡單模型，采用齊次變換矩陣和代數(shù)法分別對SCARA機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)正、反解進(jìn)行詳細(xì)推導(dǎo)，并通過SolidWorks Motion對SCARA機(jī)器人進(jìn)行運(yùn)動學(xué)仿真，其結(jié)果驗(yàn)證了運(yùn)動學(xué)反解的正確性，為控制系統(tǒng)的軟件開發(fā)奠定基礎(chǔ)。
　　采用Lagrange法推導(dǎo)SCARA機(jī)器人的動力學(xué)方程，并通過數(shù)值算例計(jì)算出關(guān)節(jié)的

3、驅(qū)動力矩，并通過SolidWorks Motion對SCARA機(jī)器人進(jìn)行動力學(xué)仿真，得到關(guān)節(jié)的驅(qū)動力矩。對比結(jié)果表明，SCARA機(jī)器人動力學(xué)理論分析的正確性，另一方面為樣機(jī)的電機(jī)選型、關(guān)節(jié)材料選擇和套軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等提供理論支持。
　　通過ANSYS Workbench對SCARA機(jī)器人的小臂、大臂、套軸和整機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜力學(xué)分析，結(jié)果表明它們達(dá)到機(jī)械強(qiáng)度和剛度要求。并對可能產(chǎn)生共振的小臂結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析，其結(jié)果表明小臂的固有頻率遠(yuǎn)大于

4、共振頻率，不會產(chǎn)生共振，滿足設(shè)計(jì)要求。
　　對SACRA機(jī)器人機(jī)械部分進(jìn)行設(shè)計(jì)，根據(jù)基本技術(shù)參數(shù)，確定其傳動方案，對步進(jìn)電機(jī)、同步帶、氣缸、吸盤和真空發(fā)生器等主要標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行選型，并對大臂套軸和小臂套軸結(jié)構(gòu)與布局進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)。最終完成了可用于實(shí)際作業(yè)的SACRA機(jī)器人樣機(jī)。
　　對SCARA機(jī)器人物理樣機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，首先搭建樣機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺，然后檢測樣機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)指標(biāo)，其結(jié)果達(dá)到設(shè)計(jì)要求，最后對物理樣機(jī)的搬運(yùn)作業(yè)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究