基于李群理论的并联码垛机器人构型综合

码垛机器人是一种用于生产线上物料堆垛与机床上下料的机器人,现有的码垛机器人多采用串联结构,而串联结构又具有误差累计大、刚度差、精度差等缺点。并联机构是一种动静平台通过多条支链联接而成的机构,具有刚度大、误差累积小、负载能力强等优点,将并联机构引入码垛机器人领域有望解决现有的串联码垛机械手的误差累积大、刚度差等问题。而现有的并联机构还未成熟,尤其是可用于码垛行业的构型明显不足。采用李群理论进行了并联码垛机器人的构型综合,获得了多种能满足搬运码垛任务的并联机构。     

含过约束的串联机器人受力分析与动力学建模

具有闭环结构的串联机器人常常含有过约束,在受力分析时会出现静不定问题。应用螺旋理论分析了动态下具有闭环结构的串联码垛机器人出现静定问题的本质。采用拆杆法建立了机器人动态下的静力学平衡方程,并基于小变形叠加原理建立相应的变形协调补充方程,进而完成动态下的受力分析并建立了动力学模型。利用Matlab编制相应程序,并进行了实例计算与分析。该研究为此类型码垛机器人结构设计和校核提供了理论基础与依据。该研究方法同样适合其他含过约束的串联机器人,为该类机构受力分析与动力学建模提供了一种新的思路。     

四自由度混联式码垛机器人动态静力学分析

针对四自由度混联式码垛机器人采用平行四杆机构的串并联新型结构,利用动态静力学方法将瞬时惯性力系转化为静力系,通过机器人整体及其子系统的力系平衡方程建立了机器人的动态静力学模型。利用Matlab软件编写了水平轴和受力状态的程序,并进行了仿真运算和分析。该模型已成功应用于工业码垛机器人的设计和校核,样机的良好运行表明了该模型的正确性。     

基于SolidWorks码垛机器人结构部件有限元分析

以码垛机器人虚拟样机作为研究对象,分析机器人在静态下的受力情况,运用Solid W orks的sim ulation模块对机器人进行静力学分析。在此基础上,校核和优化设计机器人的机构,使机器人在满足结构强度和刚度的前提下,能够减轻整体的重量,降低生产成本。     

一种新型混联码垛机器人的设计与分析

设计了一种以2-UPS/U并联构型为基础来实现码垛机器人大臂抬升和旋转两个自由度运动,在大臂上串联RPR/R构型实现小臂运动的新型混联码垛机器人。对2-UPS/U并联机构和RPR/R串联机构进行了机构模型的位置分析,并建立了混联码垛机器人的整体数学模型。通过MATLAB软件和SolidWorks软件进行了混联码垛机器人的虚拟仿真分析,验证了所设计的新型混联码垛机器人的结构的合理性。得出该新型混联码垛机器人非常适合应用在码垛场合的结论。     

立柱式SCARA型码垛机器人设计与分析

针对中小型货物搬运,设计了一种立柱式SCARA型码垛机器人,可实现一转动、三平移的4自由度运动。设计了SCARA码垛机器人的结构模型,采用D-H矩阵理论推导了其运动学正解模型。机器人的可达工作空间为以臂长和为半径、以移动行程为高度的圆柱体,以工作空间要求为目标,确定了机器人机构的相关几何参数。采用UG对码垛机器人进行三维实体建模,采用ANSYS Workbench软件对其进行静态分析,得到大臂、小臂的应变图。结果表明该机器人的结构强度和应变量满足使用要求,为整体结构的优化设计提供了依据。     

码垛机器人运动学分析

针对四自由度码垛机器人采用的四连杆机构进行结构分析,利用D-H法建立机器人运动学模型进行运动学分析,包括机器人的正运动学、逆运动学、作业空间和灵活性的分析,利用MATLAB软件进行了作业空间的仿真,并在实验室环境下对码垛样机进行了试验验证,试验结果验证了机器人作业空间和工作能力的可行性。     

采用SolidWorks的高速重载码垛机器人的静力学分析和结构优化

以所设计的一种四自由度高速重载码垛机器人为研究对象,建立其简化三维模型。采用机械仿真设计软件Solid-Works Simulation工具首先对模型中零件底座、末端执行器进行静力学分析,并根据分析结果优化其结构,然后对整机在最大载荷情况下的几个典型位姿进行分析,得到整机在工作空间内的应力、应变和位移云图,并进一步优化杆类零件壁厚。对零件的优化提高了码垛机器人的静刚度和动力学性能,通过对整机的分析得到了码垛机器人在工作空间内的静刚度分布特性,为码垛机器人的设计提供了参考依据。     

基于PMAC运动控制卡的混联码垛机器人研制

根据串联机构和并联机构的特点,以及搬运机器人的性能要求,设计了一种4自由度混联码垛机器人,分析了该机器人的运动学特性,求出其位置正反解析解,给出了机器人码垛的路径规划.控制系统采用工业PC(IPC)作为主计算机,利用分布式二级控制结构实现系统的监控和作业管理,协调各关节的运动,准确地跟踪轨迹规划.最后针对普通示教再现作业方式,提出了码垛机器人离线编程方法,重点对搬运机器人离线码垛过程进行了研究,自主开发了机器人控制软件.实际使用结果表明,所研制的机器人已能满足物流自动化系统中的码垛需求.     

基于螺旋理论的并联码垛机器人构型综合

码垛机器人主要用于物流生产线物料搬运、堆垛等工作,负载能力是其一项特别重要的指标,而现有的码垛机器人采用串联构型,造成机器人机构笨重且负载能力较小,不能满足实际生产的需求。并联机构具有高速高强度的优点,已在运动模拟器、机床等领域取得成功应用,但并联机构在码垛机器人上的应用还鲜有报道。通过螺旋理论可综合出多种能够满足码垛需求的并联机构构型,并为后续深入研究并联机构在码垛生产线上的应用提供了大量的可选构型。