袋装水泥装车机器人机构研究

《袋装水泥装车机器人机构研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、中图分类号：TH113.2论文编号：HBLG2016-337UDC：密级：公开硕士学位论文袋装水泥装车机器人机构研究作者姓名：武金艺学科名称：机械工程研究方向：机器人技术学习单位：华北理工大学学制:2.5年提交日期:2015年11月27日申请学位类别：工程硕士导师姓名：黄金凤副教授单位：华北理工大学机械工程学院王有义高工单位：唐山任氏水泥设备股份有限公司论文评阅人：匿名单位：匿名单位：论文答辩日期：2016年2月27日答辩委员会主席：王兆申研究员唐山华北理工大学2016年3月TheStructureAnalysisonBaggedCeme

2、ntLoadingRobotDissertationSubmittedtoNorthChinaUniversityofScienceandTechnologyinpartialfulfillmentoftherequirementforthedegreeofMasterofEngineeringbyWuJinyi(MechanicalEngineering)Supervisor:HuangJinfengWangYouyiMarch,2016独创性说明本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除

3、了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得华北理工大学以外其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一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确的说明并表示了谢意。论文作者签名：日期：年月日关于论文使用授权的说明本人完全了解华北理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：已获学位的研究生必须按学校规定提交学位论文，学校有权保留、送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以将学位论文的全部或部分内容采用影印、缩印或编入有关数据库进行公开、检索和交流。作者和导师同意论文公开及网

4、上交流的时间：自授予学位之日起□自年月日起作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要摘要随着水泥生产的自动化和水泥包装机的自动化发展，迫切需要与之配套的自动袋装水泥装车设备，以提高效率、降低成本、减小污染。目前，国内外袋装水泥装车机器人的技术还尚未成熟，袋装水泥的快速装车已经成为水泥生产运输过程的瓶颈，在一定程度上制约着袋装水泥产业的发展。针对袋装水泥装车过程中质量大、速度快、污染严重等问题，结合机器人机构学相关理论，确定机器人的整体结构方案，提出一种基于并联机构的装车机械手，与吊装体机构、预整机构等结合构成袋装水泥装车机

5、器人整机结构。对各部分的结构组成、功能进行详细的分析与设计，确定机械手结构尺寸参数。对并联机械手进行运动学和动力学分析。利用矢量法和坐标变换法建立机械手运动学模型，借助Kutzbach-Grubler公式进行机构自由度分析，得出机构位置、速度、加速度逆解解析表达式。利用Matlab中的fsolve函数得到机械手的数值正解。基于牛顿-欧拉法建立机械手的关节位移、速度、加速度与驱动力矩/力的关系。进行机械手机构的工作空间、奇异性和灵巧度分析。用极坐标边界搜索法，确定机械手的工作空间，并通过Matlab编程绘制机械手空间点云图和边界轮廓散点图，

6、验证机械手工作空间的合理性。采用Gosselin和Angeles求解方法对机械手进行奇异性分析，根据Jacobian矩阵建立奇异性判别形式，得出其奇异临界条件。利用Jacobian矩阵的条件数指标分析机械手的灵巧度，得到其灵巧度的分布规律图，为结构的设计提供理论参考。基于虚拟样机技术，对机械手进行运动学与动力学仿真分析与应用。通过三维建模软件SolidWorks建立机械手的虚拟模型，并将其导入到ADAMS软件中，得到相关仿真参数曲线，验证结构设计的合理性与实用性。最后，借助运动仿真参数曲线中显示的具体理论数据进行关键零部件型号的选取和设计

7、。图36幅；表3个；参58篇。关键词：袋装水泥；并联机器人；运动学；动力学；性能指标；运动仿真分类号：TH113.2-I-华北理工大学硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentofcementproductionautomationandcementpackingmachineautomation,itisanurgentneedtoformasetofbaggedcementwithautomaticloadingequipment,inordertoimproveefficiency,reducecostandr

8、educepollution.Atpresent,baggedcementloadingrobottechnologyathomeandabroadisstillimmature.Bagged