新型混联机构机械手设计与性能分析

摘要

冲压作为一种重要的加工方法，在国民生产的各个领域占有相当大的比重。其中，上下料机械手是冲压自动化生产线中的重要组成部分。为适应冲压自动化生产线的需求，研究具有自主知识产权的新型冲压上下料机械手有十分重要的意义。
　　针对冲压生产线的实际需求，确定了机械手的设计指标，提出了一种兼具串联与并联优点的新型混联机构上下料机械手，建立了机械手的三维模型，该机械手主要由机架、大臂、小臂、端拾器组成，并对机械手进行了有限元分析。
　　基于冲压生产线的工作节拍，规划了机械手末端的工作轨迹，得到了机械手末端的运动曲线。分析了机械手的位置正解与位置反解，基于位置反解对机械手的工作空间进行求解，研究了机构参数对工作空间的影响规律，确定了机械手尺度参数。求解了机械手的运动雅克比矩阵，并基于该运动雅克比矩阵，分析了机械手在工作轨迹上运动时各个驱动的速度变化情况及条件数的分布规律。通过仿真分析，验证了机械手运动学求解的正确性及轨迹规划的可行性。基于运动雅克比矩阵，求解了机械手的力雅克比矩阵，通过施加机械手末端载荷，分析了机械手在工作轨迹上运动时各个驱动的受力情况及条件数分布规律。建立了机械手的误差模型，给出了机械手的主要误差来源。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 研究背景及意义

1.2 机械手发展现状与趋势

1.3 混联机械手简介

1.4 主要研究内容

第2章 机械手整体构型方案设计与轨迹规划

2.1 引言

2.2 机械手技术指标分析

2.3 机械手整体构型方案设计

2.4 基于工作节拍的轨迹规划

2.5 本章小结

第3章 机械手位置与工作空间分析

3.1 引言

3.2 机械手的位置分析

3.3 机械手工作空间分析

3.4 本章小结

第4章 机械手运动雅克比矩阵分析

4.1 引言

4.2 机械手运动雅克比矩阵分析

4.3 机械手在工作轨迹上的速度性能分析

4.4 机械手在工作轨迹上的驱动速度分析

4.5 机械手运动学仿真

4.6 本章小结

第5章 机械手静力学与误差分析

5.1 引言

5.2 机械手静力学分析

5.3 机械手的误差模型求解与分析

5.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢