基于動(dòng)力學(xué)的HMD80型碼垛機(jī)器人結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、隨著制造業(yè)向高度自動(dòng)化和智能化方向轉(zhuǎn)型，用碼垛機(jī)器人系統(tǒng)代替工人進(jìn)行繁重的碼垛作業(yè)任務(wù)已成為必然的發(fā)展趨勢(shì)。而碼垛任務(wù)高速、重載的特點(diǎn)讓碼垛機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)性能成為其設(shè)計(jì)階段需要考慮的關(guān)鍵指標(biāo)。因此對(duì)碼垛機(jī)器人進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)以提升其動(dòng)力學(xué)性能，對(duì)于碼垛機(jī)器人的設(shè)計(jì)研發(fā)具有很大的工程技術(shù)意義。
　　本文在對(duì)HMD80型碼垛機(jī)器人進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)該型機(jī)器人的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和平衡機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，力圖減小機(jī)器人垂直和水平移動(dòng)關(guān)節(jié)的全域驅(qū)

2、動(dòng)力峰值。
　　首先，在分析機(jī)器人串并混聯(lián)特性的基礎(chǔ)上，引入動(dòng)態(tài)基坐標(biāo)系的概念，并結(jié)合D-H參數(shù)法建立其運(yùn)動(dòng)學(xué)方程。經(jīng)過(guò)解耦分析，建立了機(jī)器人各運(yùn)動(dòng)部件的坐標(biāo)變換矩陣，并在此基礎(chǔ)上，利用拉格朗日方法建立該型機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型。
　　其次，以機(jī)器人的垂直和水平移動(dòng)關(guān)節(jié)全域驅(qū)動(dòng)力峰值為性能評(píng)價(jià)指標(biāo)，以機(jī)器人的速度指標(biāo)、工作空間指標(biāo)和強(qiáng)度指標(biāo)等作為約束條件，對(duì)機(jī)器人平面運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的長(zhǎng)度尺寸進(jìn)行優(yōu)化。建立了尺寸優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，并運(yùn)用

3、遺傳算法對(duì)優(yōu)化模型進(jìn)行分析求解。
　　在上述尺寸優(yōu)化的基礎(chǔ)上，分析該型機(jī)器人的偏重力對(duì)垂直移動(dòng)關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)力的影響，根據(jù)分析結(jié)果設(shè)計(jì)出平衡機(jī)構(gòu)中彈簧的各項(xiàng)參數(shù)。并分析了加入彈簧平衡機(jī)構(gòu)后垂直移動(dòng)關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)力的削減幅度。
　　在對(duì)機(jī)器人進(jìn)行靜態(tài)剛度分析的基礎(chǔ)上，對(duì)小臂側(cè)板進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)，以提升其剛度性能。并對(duì)優(yōu)化前后的小臂側(cè)板進(jìn)行剛度分析和模態(tài)及振型分析，驗(yàn)證拓?fù)鋬?yōu)化的可行性。
　　最后，利用原有樣機(jī)，設(shè)計(jì)動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了