新型可控碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、可控機(jī)構(gòu)式碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)是將可控機(jī)構(gòu)應(yīng)用于碼垛機(jī)器人的一種新型機(jī)構(gòu)。其中，可控機(jī)構(gòu)是由伺服電機(jī)和相同自由度數(shù)的機(jī)構(gòu)組成而成。它的輸出運(yùn)動(dòng)規(guī)律是由幾個(gè)主動(dòng)件運(yùn)動(dòng)所決定的，所以它可以通過(guò)控制編程實(shí)現(xiàn)末端執(zhí)行器復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，也就是實(shí)現(xiàn)輸出的柔性化。它是機(jī)構(gòu)學(xué)中的前沿領(lǐng)域，是機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)相互結(jié)合的產(chǎn)物，具有明顯的交叉性和創(chuàng)新性。傳統(tǒng)串聯(lián)式碼垛機(jī)器人的電機(jī)安在關(guān)節(jié)處，使機(jī)器人手臂笨重、慣量大，所以機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)性能不佳，難以適應(yīng)高速重載搬運(yùn)碼

2、垛作業(yè)要求。
　　 本文針對(duì)以上問(wèn)題，以本課題組提出的一種新型可控碼垛機(jī)器人為研究對(duì)象，首次對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)都安裝在機(jī)架上的碼垛機(jī)器人機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)性能展開(kāi)研究，具體工作內(nèi)容包括：根據(jù)螺旋理論求出機(jī)構(gòu)的自由度，之后根據(jù)閉環(huán)矢量法求出位置正解與位置逆解，并對(duì)正逆解進(jìn)行數(shù)值分析，再求出機(jī)構(gòu)的雅克比矩陣。在碼垛機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，運(yùn)用拉格朗日法建立了剛體動(dòng)力學(xué)模型，為該碼垛機(jī)的電機(jī)選型以及控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了必要的依據(jù)。為了這類(lèi)

3、新型機(jī)構(gòu)在工作中避免出現(xiàn)強(qiáng)烈振動(dòng)，對(duì)該類(lèi)機(jī)構(gòu)和其驅(qū)動(dòng)電機(jī)組成的系統(tǒng)進(jìn)行彈性動(dòng)力學(xué)分析。針對(duì)可控電機(jī)轉(zhuǎn)子存在偏心，其氣隙產(chǎn)生不均勻磁場(chǎng)的情況，用有限元法創(chuàng)建含電機(jī)電磁參數(shù)和連桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)參數(shù)的新型可控碼垛機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的機(jī)電耦聯(lián)非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)模型，利用多尺度法求解任一時(shí)刻系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)響應(yīng)的一次近似解，并對(duì)機(jī)構(gòu)在自激慣性力的作用下產(chǎn)生的彈性振動(dòng)共振機(jī)理進(jìn)行分析，得到系統(tǒng)產(chǎn)生共振現(xiàn)象的條件。最后，應(yīng)用Pro/E軟件繪制了碼垛機(jī)構(gòu)的組件模型，然后將此模型導(dǎo)