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四自由度码垛机器人结构分析方法

时间：2017-12-01 来源：机器人在线阅读：10256

四自由度码垛机器人结构分析方法

码垛机器人的研究与发展近年来一直被看做一项重要的项目，在国内具有很高的研究价值与研究意义。本文设计了四自由度的码垛机器人作业范围也比较广泛。首先，采用Solidworks软件对码垛机器人的三维模型进行建立，得到了总体设计模型;然后对码垛机器人运动学和动力学进行了分析，并通过MATLAB对码垛机器人的运动轨迹以及运动空间进行了分析与仿真;最后，采用ANSYS Workbench 15.0对码垛机器人的关键零件进行了有限元分析，给出了静力学分析和瞬态动力学分析。本文中的所有计算均在MATLAB中进行。各章节主要内容如下:

(1)通过材料的搜索了解到码垛机器人的研究背景，国内外研究分发展的现状，从而熟悉本文研究的目的以及研究的意义，为接下来对码垛机器人的研究做好了理论和现实依据。

(2)主要通过Solidworks软件对码垛机器人的三维模型设计。介绍了各个关键零件作用以及设计的合理性。最后，文中给出了码垛机器人的驱动类型选择，电机和减速机的选择，得到了适合本文的电机以及减速机的型号范围。

(3)主要对码垛机器人的运动学进行了仿真。首先是采用D-H法对码垛机器人坐标系建立，进而分析其运动学正解，从运动学正解中可以得到运动学逆解;然后得到了码垛机器人的雅可比矩阵。最后，采用MATLAB对码垛机器人的运动空间进行了分析，同时，对码垛机器人的运动轨迹进行仿真，得到了其位移、速度、加速度曲线。

(4)采用牛顿一欧拉法从动力学角度分析了码垛机器人，获得了对应参量公式，并对设备的力矩进行了计算。

(5)主要是采用ANSYS Workbench对码垛机器人中关键零件进行有限元分析。首先对其静力学分析，得到了大臂、小臂以及关键销轴的等效应力、等效应变以及总应变云图;然后进行了瞬态动力学分析，得到了等效应力和等效应变云图。

(6)主要是对前几张的工作进行了相应的总结，对现有的码垛机器人进行了怎样的改进，以及存在哪些不足之处。