搬运码垛机器人传动系统设计及其运动学分析与仿真研究

摘要

随着物流自动化的发展兴起,工厂对提高物流的效率降低物流的成本提出了高的要求,加之中国进入老龄化社会逼近,工厂用工成本骤增,这些因素都对经济实用型的搬运码垛工业机器人的需求产生了拉动,四个自由度的搬运码垛机器人正是这样的代表。本文在863计划重点项目“基于CAD/CAE技术融合的工业机器人设计开发平台”课题的资助下,开展了搬运码垛机器人研究,主要研究工作和相关成果如下:
　　1)、介绍了搬运码垛机器人国内外的研究发展现状及在行业中的应用。并介绍了运动学和工作空间的分析方法。
　　2)、以负载200公斤搬运码垛机器人为研究对象,对其传动系统总体方案进行了设计,并对电动机、同步带、滚珠丝杠、导轨等部件进行了选型计算。利用solidworks、caxa等CAD设计工具设计了搬运码垛机器人三维模型和二维工程图。
　　3)、利用求解运动学的D-H方法,对机器人进行了运动学建模,并联合数值法与matlab软件绘制出工作空间的图形,对其工作空间有了清晰的了解。
　　4)、采用机器人轨迹规划中空间两点直线运动和空间圆弧运动规划方法,结合动力学仿真软件 adams进行了运动学和动力学的仿真,结果表明了设计的传动方案、运动方案的正确性。

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第一章 绪 论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 搬运码垛机器人国内外研究现状

1.3 运动学和工作空间分析方法

1.4 本文内容安排

第二章 搬运码垛机器人总体传动方案的设计

2.1 机械传动方案设计一般步骤

2.2 搬运码垛机器人机械传动系统总体方案

2.3 搬运码垛机器人传动系统原动机选型设计

2.4 同步带及同步带轮设计计算

2.5 滚珠丝杠选型分析和动力学建模

2.6 导轨选型分析

2.7 本章小结

第三章 搬运码垛机器人运动学和运动空间分析

3.1 运动学D-H分析方法

3.2 用D-H坐标系建立运动学关系

3.3 搬运码垛机器人运动学分析

3.4 搬运码垛机器人运动空间分析

3.5 本章小结

第四章 搬运码垛机器人工作站流程和轨迹规划

4.1 搬运码垛机器人工作站流程介绍

4.2 轨迹规划方法简介

4.3 本章小结

第五章 搬运码垛机器人运动学仿真

5.1 ADAMS软件简介及建模步骤

5.2 建立ADAMS/view环境下的仿真模型

5.3 搬运码垛机器人运动学仿真

5.4 搬运码垛机器人动力学仿真

5.5 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间发表的论文

附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目