自动上下料的欠驱动机械臂的设计.pdf

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1、分类号：ＴＰ２３单位代码：１０３６１？安获化工乂學论文题目：自动上下料的欠驱动机械臂的设计作者姓名：＾专业名称：机械工程导师姓名＝杨洪涛教授完成时间；２０１７年６月１２日中图分类号：Ｔ巧３论文编号：学科分类号：４６０．２０２０密级：公开安徽理王大学硕去学位论文自动上下料的欠驱动机械臂的设计作者姓名：藍遷专业名称机械工程研究方向：机城由子工猎导师姓名：杨洪涛教授导师单位；化械工稻学院校外导师姓名：张涛高工

2、校外导师单位：合肥汇川自动化有限公司：彭树权答辩委员会主席论文答辩日期：２０１７年５月２７日安徽理工大学研究生院２０１７年６月１２日ＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎｉｎＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＤｅｓｉｎｏｆｔｈｅｕｎｄｅｒａｃｔｕａｔｅｄｍａｎｉｕｌａｔｏｒｆｏｒａｕｔｏｍａｔｉｃｇｐｍａｔｅｒｉｅｌｌｏａｄｉｎａｎｄｕｎｌｏａｄｉｎｇｇＣａｎｄｉｄａｔｅ：Ｓｕｅｒｖｉｓｏｒ：ｐＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｉｎｅｅ

3、ｒｉｎＳｃｈｏｏｌｇｇＡｎＨｕｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｙｇｙＮｏ．．ｌ６８ＳｈｕｎｅｎＲｏａｄＨｕａｉｎａｎ３２００１Ｐ．ＲＣＨＩＮＡ，之，ｇｇ，独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究王作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加ｋ义标注和致谢的地方ｋ义外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得安徽理工大学或其他教窗机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同王作的同志对本研究所做的任何贡献均己在

4、论文中作了明确的说明并兼不谢意。学位论文作者签名：杨魏日期：２〇７年（月日／色学位论文版权使用授权书来学位论文作者完全了解安徽理工大学有保留、使用学位论文的规定：工作的知巧产权单位属于，巧研究生在校攻读学位期间论文安缴理工大学。学校有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁證，允许论文被查阅和借阅。本人授权安徵理工大学｜＾可乂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＾乂采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）

5、学位论文作者签矣签字Ｕ期：月反曰：杨譚為７年《导师签姜：签字曰期：２＾了年＾月文曰／摘要摘要目前用于上下料作业的串联机械手常用多六自由度关节臂机械手、，其具有运动灵活作业半径大的优点、控制系统复杂、成本高等缺点。现有的，但也雜需要多个电机协同控制上下糾作业经常只需利用二自由度、或Ｈ自由度运动实现，六自由度关节臂机械手并不适用。本文根据上下料作业所需运动特点。于该类作业，设计了用于上下料作业的欠驱动机械臂本文首先分析了所设计的上下料欠驱动机械臂的技术指标和工作原理，并推导出其中关

6、键部件连杆机构的运动数学模型，，用于确定编码器与制动器的安装位置并找出末端手爪的中也位置。同、两种运动模式下的机械臂的运动范围与各个关节的长度认及转角之间的关系时建立关键部件连杆机构的虚拟样机模型，利用ＡＤＡＭＳ软件进行仿真实验，验证欠驱动机械膏的工作原理。同时比较仿真试验测量结果与连杆，应用实验结果指导连杆机构优化设计机构的理论模型计算结果，找出两者之间的差异，并分析其产生原因。本文根据上下料欠驱动机械臂的技术指标与理论分析与仿真试验结果，利用工程软件ＳｏＭｗｏｉｋｓ设计其组成部分结构与选材，设

7、计了虚抵样机。欠躯动机械臂采用带有滚乾的支撑机构作为底座，通过步进电机驱动连杆机构运转，控制末端夹持器的运动。机械臂能够到达的位置通过角位移传感器实时测量关节转动角废由电磁制动器锁定与松开机架，实现连杆机构两种运动方式。本文使用ＡＮＳＹＳ分析软件对机械臂各关键部件进行力学分析，分析结果表明各关键部件的设计是合理的。另外本文在ＡＮＳＹＳｗｏｒｋｂｅｎｃｈ中进行了欠驱动机械臂连杆机构模态分析，验证机械臂运动中是否出现共振现象。从模态分析结果中得到了连杆机构的各阶共振频率分别为８０Ｈｚ和ｌＯＯＨｚ，

8、３０转／分的电机驱动不会使欠驱动机械臂的运动出现共振，不会影响机械膏的定位精度。关键词：六自由度机械手；上下料装置；：优；欠驱动机械臂虚拟样机化设计分类号！ＴＨ７１２Ｉ摘要ＡｂｓｔｒａｃｔＡｔｐｒｅｓｅｎｔ＾化ｅｓｉｘｄｅｇｒｅｅｓｏｆｆｒｅｅｄｏｍｏｆ