類SCARA并聯(lián)機器人機械臂動態(tài)分析與仿真.pdf

1、　　柔性并聯(lián)機器人比傳統(tǒng)的剛性并聯(lián)機器人在重量輕、能耗小、精度高等方面更能顯示出其優(yōu)越性，與此同時，在高速度、高精度運作的情況下，柔性并聯(lián)機器人桿件的振動對于動平臺的位置誤差、方向誤差有重要影響。
　　固有頻率反映了振動系統(tǒng)的動力學(xué)特性，基于固有頻率的機械臂結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化對提高柔性機械臂的動態(tài)性能起關(guān)鍵性的作用。
　　本文研究的是一種并聯(lián)機構(gòu)硅片搬運機器人，在機構(gòu)構(gòu)型分析、工作空間、及運動學(xué)動力學(xué)分析之后，分析了機械臂動態(tài)

2、柔性特征，研究了柔性機械臂的動力學(xué)特性、振動微分方程、固有頻率影響系數(shù)、尺寸優(yōu)化及有限元模態(tài)仿真等關(guān)鍵技術(shù)，為柔性并聯(lián)機器人的結(jié)構(gòu)提供了有力的參考依據(jù)。
　　首先，針對并聯(lián)機器人的機構(gòu)特點，選擇位移模式，建立彈性廣義坐標(biāo)，計算系統(tǒng)的彈性動能和彈性勢能，通過Lagrange方程推導(dǎo)出系統(tǒng)的動力學(xué)方程。
　　其次，針對柔性并聯(lián)機器人系統(tǒng)動力學(xué)模型的特點，建立振動微分方程，并求系統(tǒng)固有頻率。由機構(gòu)工作中頻率特性考慮，固有頻率越

3、大，機械臂工作誤差越小。然后，通過分析系統(tǒng)內(nèi)各桿剛度和轉(zhuǎn)動慣量對固有頻率的影響對系統(tǒng)各參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。
　　最后，在ANSYS 環(huán)境下建模仿真，驗證結(jié)構(gòu)參數(shù)的正確可行性。進(jìn)行瞬態(tài)動力學(xué)分析、模態(tài)分析，并確定結(jié)構(gòu)中由此產(chǎn)生的應(yīng)力、應(yīng)變和變形。
　　上述研究成果為解決機器人高速度和高精度操作時的結(jié)構(gòu)優(yōu)化問題以及如何有效控制彈性振動、得到動平臺高速運轉(zhuǎn)的動態(tài)特性奠定了理論基礎(chǔ)，進(jìn)一步完善了類 SCARA動平臺可連續(xù)回轉(zhuǎn)并聯(lián)機