新型四棱柱剪叉式机械臂的设计与分析.pdf

《新型四棱柱剪叉式机械臂的设计与分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、机械设计与制造第4期MachineryDesign&Manufacture2016年4月新型四棱柱剪叉式机械臂的设计与分析谢占功，华楠-一，罗良维，一，陈贤帅(1．广州中国科学院先进技术研究所，广东广州511458；2．广东工业大学机电工程学院，广东广州510006)摘要：针对传统工业机器人手臂粗大、工作半径小、工作效率低等不足，提出一种新型四棱柱剪叉式机械臂，以代替工业机器人的上臂和下臂。新型四棱柱剪叉式机械臂的结构设计主要包含三个部分，即四棱柱剪又式机构的设计、剪叉杆的设计以及传动机构的设计。对四棱柱剪叉式机构进行运动学理论研究，建立四棱柱剪叉式机构输入与输

2、出之间的运动学模型，并对四棱柱剪叉式机械臂进行运动学仿真分析。仿真结果表明，四棱柱剪叉式机械臂对运动具有成倍放大作用，且可在工作半径大于2．2m，电机输入转速小于3000rpm时高效、平稳地运动。该新型四棱柱剪叉式机械臂的设计与分析为工业机器人的研究提供了一种新思路。关键词：四棱柱剪叉式机构；工业机器人；机械臂；运动学分析；仿真中图分类号：TH16；TH122；TP241文献标识码：A文章编号：1001—3997(2016)04—0064—05DesignandAnalysisoftheNewQuadrangular-Scissor-LinkageManipul

3、atorXIEZhan-gong，HUANan，LUOLiang—wei，CHENXian—shuai(1．GuangzhouInstituteofAdvancedTechnology，ChineseAcademyofSciences，GuangdongGuangzhou511458，China；2．GuangdongUniversityofTechnology，GuangdongGuangzhou510006，China)Abstract：Aimingatthedeficienciesoftraditionalindustrialrobot，such∞theh

4、ighloadingratio，thesmallworkingradius，andthelowefficiency，anovelQuadrangular-Scissor-Linkage(QSL)manipulatorWaSproposedtotaketheplaceofuppernandlowerarmofindustrialrobot．ThedesignofQSLmanipulator’Sstructureincludedthreeparts，whichWaSthedes~nofQuadrangular-Scissor-Linkagemechanism，the

5、de,ignofSCissorrodandthe,~signoftransmissionmechanism,By潲ofkinematicanal~is，theQSLkinematicmodelbetweeninputandoutputWaSestablished，andthedynamicsimulationofQSLmanipulatorWaScarriedout．ResultsofsimulationshowedthatQSLmanipulatorhadthefunctionofmultiplymotions，anditWaSprovidedwithadva

6、ntageofcontrollingandeficiency，whenworkingradiusWaSlongerthan2．2meterandmotor’SinputspeedWaSlessthan3000r／min．ThenovelQSLmanipulatorprovidedanewmethodforthedesignofindustrialrobot．KeyWords：Quadrangular-Scissor-Linkage；IndustrialRobots；Manipulator；Kinematic；Simulation1引言中有着广泛的应用。现有的剪又

7、式机构大多采用非数值控制，且多采用气缸、普通电机、限位器和传感器控制位移，臂端的位置21世纪以来，工业机器人技术被认为是对未来新兴产业发得不到精准的控制[6-7]。设计一种新型四棱柱剪叉式机械臂，并对展具有重要意义的高新技术之一l1J。但其自身也存在较多缺陷：手其进行运动学分析，将具有较强工程陛的剪叉式机构拓展到工业臂粗大、工作半径小以及效率低。为了解决工业机器人手臂粗大、机器人领域。工作效率低的缺陷，国外研发出了两种类型的机器人—sCARA机器人和DELTA机器人。两种机器人均将原安装在关节上的减2结构设计速器和伺服电机转移到机座上，极大地缓解了机器人手臂的负

8、对新型四棱柱剪叉式机械臂