六轴机械臂的结构优化设计与轨迹规划研究

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变量注释表

1 绪论

1.1.1 研究背景

1.1.2 研究意义

1.2 机械臂概述

1.2.1 机械臂的构成

1.2.2 机械臂的分类

1.3 国内外研究现状

1.4 本文主要研究内容

2 机械臂三维模型设计

2.1 机械臂性能要求以及设计参数

2.2.1 样机设计分析

2.2.2 样机整机设计

2.3 机械臂动力源及驱动方式确定

2.3.1 动力源的选择

2.3.2 驱动选择

2.4 机械臂主要参数计算

2.5 机械臂主要零件选型

2.5.1 步进电机选型

2.5.2 减速器选型

2.5.3 制动装置选型

2.6 本章小结

3 机械臂力学分析

3.1 机械臂静力学分析

3.1.1 建立有限元分析模型

3.1.2 模型材料属性设置

3.1.3 网格划分

3.1.4 添加约束与载荷

3.1.5 模型后处理与分析

3.2 机械臂模态分析

3.3 机械臂动力学分析

3.3.1机械臂动力学模型

3.3.2机械臂动力学参数方程

3.3.3动力学分析验证

3.4 本章小结

4 机械臂拓扑优化

4.1 拓扑优化理论

4.2 建立机械臂拓扑优化数学模型

4.2.1 静态结构刚度多目标函数确定

4.2.2 多阶动态固有频率多目标函数确定

4.2.3 灰色综合关联算法

4.3 机械臂大小臂工况分析

4.4 机械臂大臂拓扑优化

4.4.1 大臂模型处理

4.4.2 大臂模型加载载荷与约束

4.4.3 大臂模型优化分析

4.5 小臂拓扑优化

4.6 大小臂模型重构

4.7 机械臂优化分析与论证

4.8 本章小结

5 基于ROS机械臂路径规划

5.1 ROS操作系统概述

5.2.1 urdf文件介绍

5.2.2 机械臂三维模型建立及生成urdf文件包

5.2.3 机械臂urdf文件包校验

5.3 配置Moveit!数据包

5.3.1 Moveit!介绍

5.3.2 Moveit!配置机械臂运动功能包

5.3.3 机械臂模型整机属性设置

5.4基于RRT算法的机械臂轨迹规划

5.4.1 RRT算法概述

5.4.2 机械臂路径规划仿真

5.5 本章小结

6 结论与展望

6.1 结 论

6.2 展 望

参考文献

作者简历

学位论文原创性声明

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