4r搬运机械手参数优化及动力学分析

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2、或撰写的研究成果，也不包含为获得－沈阳工业大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料￣。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明满的说明并表示了谢意。签名：之Ｕｍ：２．２．＾气关于学位论文使用授权的说明本学位论文作者和指导教师完全了解沈阳工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部ｎ或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权沈明工业大学可、交流将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。（保

3、密的论文在解密后应遵循此规定）＾￣之．签名：：知两日：导师签名期呼沈阳工业大学硕士学位论文4R搬运机械手参数优化及动力学分析Parameteroptimizationanddynamicanalysisof4Rhandlingmanipulator作者：刘玉斌单位：机械工程学院指导教师：陶柯副教授单位：机械工程学院协助指导教师：左文义副高级工程师单位：华晨汽车研究院单位：论文答辩日期：2016年2月28日学位授予单位：沈阳工业大学沈阳工业大学硕士学位论文摘要工业机器人是现代化制造生产中必不可少的自动化装备，其中最为代表性的就是多关节机械手。现代化的多

4、关节机械手不仅仅需要满足一般的工作要求，对其动力性能也提出了更高的要求。根据现代化的机械设计方法，提高机械系统性能，包括机械的运动精度和稳定性是未来机械设计发展的方向。本文以给机床工作搬运曲轴的机械手为基础，对机械手的结构参数进行优化。对结构优化后的搬运机械手进行其动力学方程的推导，研究了动力学方程各个项的组成。在动力学的基础上对机械化的轨迹进行优化，为机械手提供新的设计和研究思路。根据机械手的实际工作空间布局和优化前机械手的结构参数，绘制工作空间布局和机械手的机构简图。根据优化设计方法，建立多目标函数并且根据实际条件建立约束方程，通过MATLAB中的优化工

5、具箱对机械手的结构进行参数优化。然后对4R机械手的动力学进行研究，主要运用的方法是拉格朗日法。首先通过SOLIDWORK建立4R机械手的模型，对其进行动力学分析，推导动力学方程。通过总结各个关节的动力学方程，推导出动力学方程的一般通式，对各项系数进行总结。对于优化后的机械手在动力学约束的条件下进行轨迹优化，求解机械手运行的最短时间。其中包含了求解机械手的运动学方程和运动学方程的反解问题，以及三次插值样条函数求出机械手的运动轨迹方程。最后建立目标函数和约束方程，求出最短时间。最后将模型导入ADAMS中，对机械手进行仿真，输出4个关节的角速度、角加速度曲线，探究

6、动力方程建立的适应性和合理性，同时输出优化前后的机械手关节力矩，对比曲线验证结构优化对机械手动力性能的提高。本课题研究对机械手理论模型和实际工作情况进行紧密联系，提高机械手的设计和生产效率。通过现代机械设计方法，提高分析真确度，对于机械手的设计和开发提供了一定的经验。关键词：4R机械手，参数优化，轨迹规划，动力学分析，拉格朗日法，动力学仿真Ⅰ沈阳工业大学硕士学位论文AbstractIndustrialrobotisanindispensableautomationequipmentinmodernmanufacturing,andthemostreprese

7、ntativeoneisthemultijointmanipulator.Themodernizationofmultijointmanipulatornotonlyneedstomeetthegeneralrequirementsofthework,butalsoputforwardhigherrequirementsforitsdynamicperformance.Accordingtothemodernmechanicaldesignmethod,improvethemechanicalsystemperformance,includingthemec

8、hanicalmovementaccuracyand