四自由度码垛机器人设计及其应用

根据布局紧凑、空间有限的码垛自动化产线对机器人占用空间的特殊要求,设计一种能在狭窄、有限空间的工作单元里进行码垛工作的码垛机器人.常见的垂直关节码垛机器人要达到产线生产时的码垛要求,在处理应用程序时,对空间的要求较高.根据产线对码垛的工艺要求和空间要求,确定码垛机器人的基本技术指标,设计了四自由度水平关节型码垛机器人的机械结构.应用SolidWorks软件构建码垛机器人的三维实体模型,进行模型装配,实现了码垛机器人码垛过程的仿真.为码垛机器人在工业生产中的进一步应用和发展提供借鉴性参考.     

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。     

基于遗传算法的医药码垛机器人结构参数优化研究

针对应用在医药包装生产线上的码垛机器人的工作空间狭小和臂长冗余的问题,提出了一种结合图解法和解析法来分析求解的新方法。建立了码垛机器人的D-H正运动学理论模型,并验证了模型的正确性。在此基础上考虑实际工况,通过遗传算法工具箱对其臂长和工作空间进行了多目标参数优化,获得了符合工作要求的优化设计变量。最后通过Sim Mechanics模块对码垛机器人进行了结构建模和工作空间仿真。研究结果表明,所获得的优化设计变量满足预期的设计要求,码垛机器人的有效臂长明显缩短,工作空间显著提高且没有内腔,具有很好的工作性能,同时为码垛机器人的结构设计和参数优化提供了理论依据。     

码垛机器人运动学分析与仿真

为了评价码垛机器人的工作能力和实现作业的精确控制,需对码垛机器人进行工作空间计算和轨迹规划。以ABB IRB660码垛机器人为例,建立D-H矩阵并对其工作空间进行仿真;然后对码垛机器人完成特定码垛任务进行轨迹规划。工作空间仿真结果表明,码垛机器人杆件参数和关节参数设计满足工作要求;对拟定的码垛任务轨迹规划结果表明,此轨迹规划达到了考虑速度、加速度等边界条件的前提下运动时间最优的目的,验证了机构设计的合理性。本研究有利于码垛机器人的结构设计和动作控制,并为码垛机器人的精确控制和动力学研究奠定了基础。     

一种经济型码垛机器人的码垛规划算法

为了降低机器人的制造成本,设计了一种4自由度经济型码垛机器人,具有结构简单、机身紧凑的特点,满足轻量化和低成本设计要求。采用几何法建立了码垛机器人的正、逆运动学模型,并且基于工业现场码垛要求建立了码垛机器人与码垛托盘之间的数学模型。同时考虑码垛物体对机器人的常用垛型进行了详细分析,并设计了垛型计算方法和机器人的码垛轨迹。最后进行了码垛机器人实验,仿真及实验结果验证了码垛机器人机构设计及码垛算法的有效性,满足码垛机器人的设计及实际应用要求。     

码垛机器人结构设计与运动分析

根据目前物流自动化对箱包等物料高速码垛的工作要求,确定了码垛机器人的基本技术指标,设计了四自由度关节型码垛机器人的机械结构。通过运动学分析得出了码垛机器人的运动学方程,并通过对运动学方程的逆解求出码垛机器人各关节的位姿,应用SolidWorks软件构建了码垛机器人的三维实体模型,进行模型装配,实现了码垛机器人码垛过程的仿真。对码垛机器人结构的设计与运动学分析可以为设计和生产码垛机器人提供借鉴。     

白酒码垛机器人静力学分析与结构优化

以白酒码垛机器人为研究对象,利用SolidWorks建立了白酒码垛机器人后臂的三维模型。采用ABAQUS软件对自动码垛机器人重要部件的有限元模型进行静力结构分析,获得了重要部件的应变、应力云图,并根据分析结果优化其结构。优化结果表明:改进后的后臂变形由0.486 4 mm降低到0.090 69 mm,优化增加了码垛机器人的静刚度,满足材料要求的应变范围。该分析方法对自动码垛机器人的设计与改进具有一定的指导意义。     

混联码垛机器人机构选型设计及最大工作空间分析

随着企业的集团化和生产能力的规模化,对码垛机器人工作能力的要求不断提高,高性能、低成本的码垛机器人将具有广阔的应用市场.针对企业的要求,设计了一种四自由度的混联码垛机器人,即能实现手部空间三维移动及一维转动的混联码垛机器人机构.对机器人的机构选型设计进行了概述,并分析了机器人的最大工作空间,建立了运动学方程,通过推导得...     

基于数值模拟技术的SCARA机器人本体设计与优化

SCARA机器人被广泛应用于制造业,要求其重量轻、精度高、刚度大、动作迅速。利用数值模拟技术对SCARA机器人进行结构和电机参数优化设计。首先利用仿真分析软件Radioss分析SCARA机器人极限载荷下的静刚度;然后利用Optistruct软件对SCARA机器人进行结构轻量化设计,根据优化结果调整SCARA机器人第一臂结构;最后利用Adams软件对优化后的SCARA机器人进行虚拟样机仿真,获得其最优的电机和减速机参数,为SCARA机器人电机选型提供依据。     

一种新型混联码垛机器人的静力学分析及结构优化

以所开发的一种新型混联码垛机器人为研究对象,建立其虚拟样机。应用Solid Works Simulation模块首先对样机中的动平台、回转台进行静态力学分析,根据分析结果进行改进;对混联码垛机器人在最大载荷下的几个关键位姿进行分析,得到其在工作空间内的应变、应力和位移云图。通过对关键零件的改进提高了混联码垛机器人的刚度和力学性能;对整机的分析得出了混联码垛机器人在它给定的工作空间内静刚度分布特点,为以后混联码垛机器人的进一步设计提供了参考。     

基于solid works码垛机器人的结构设计及其部件分析

针对物流仓储中危险品搬运的特殊需求,根据实用功能需求和以往搬运机器人的性能要求,设计了一种码垛机器人。介绍了机器人的总体及其重要部件的设计功能。通过布局草图设计零件模型,采用自上而下的建模方法,利用Solid works对三自由度码垛机器人的基本结构及组成部件进行建模,利用Solid works simulation插件进行了装配干涉检查并对其关键部件的设计进行了分析,以确保关键部位可靠性和安全性。分析结果显示,该机器人在满负载情况下,车架的设计能够满足危险品物流自动化的需求,因而提供了一种实用型的码垛机器人的特殊设计。     

码垛机器人机构设计与运动学研究

针对物流自动化行业中对箱包高速码垛的需求,研制了一种码垛机器人机构.并依据搬运机器人的性能要求,设计一种四自由度的码垛机器人.重点对码垛机器人的运动学分析了研究,推导运动学正反解方程及最大工作空间的判断且规划了运动路径,在运动过程中通过码垛关键参数的输入和码垛空间的判断,最后进行了图形仿真,验证了运动轨迹的正确性,实验结果证明所设计的机器人已可满足在物流自动化的目标要求.     

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。     

关节型码垛机器人自主避障的方法研究

码垛机器人在某种具体工作环境中,抓取位置和垛盘之间可能存在障碍物,由此给码垛作业带来了困难。为了解决码垛作业的避障问题,提出一种实现自主避障的轨迹规划方法,该方法主要包括障碍物信息分析、运动检测以及避障规划等部分。首先以一种新型码垛机器人为研究对象,采用解析几何法分析研究此码垛机器人的运动学模型并确定其工作空间,然后通过分析和检测障碍物信息设计出自主避障的方法,最后基于OpenGL仿真软件验证此方法的正确性。仿真结果表明该方法简单有效,通用性强。     

SCARA机器人的拉格朗日动力学建模

以SCARA型四自由度机器人为研究对象,采用Denavit-Hartenberg方法建立SCARA机器人的运动学模型,重点使用拉格朗日公式法对SCARA机器人的动力学模型进行了详细地推导,并得出SCARA机器人的动力学方程。同时归纳使用拉格朗日公式法推导机器人动力学模型的一般方法,该方法适用于其他构型机器人的动力学建模。最后对机械臂动力学方程的一般形式进行解析。使用拉格朗日公式法获得准确的机器人动力学模型可以为机器人的结构设计、关键件的选型以及控制器的设计和仿真提供依据。     

基于振动特性的码垛机器人结构优化

以设计的四自由度高速重载码垛机器人为研究对象,基于有限元建模法与AYSYS软件建立了其柔体动力学模型,对其末端振动进行了分析与求解。对码垛机器人进行模态分析,分析机器人振动形式以及振动最薄弱的部位。针对振动最薄弱的部分提出了一种基于码垛机器人末端振动特性,对其构件结构尺寸参数进行优化的方法。以大臂为例,通过截面尺寸优化,在不增加重量的前提下,使其末端振动的最大振幅得到了一定的改善。该研究为码垛机器人动态特性分析以及基于机器人末端振动特性的结构优化提供了理论基础与依据。     

瓷板码垛机器人吸盘手爪的设计分析

针对超大尺寸瓷板的码垛作业要求,设计了一种用于码垛瓷板的机器人末端手爪,通过真空吸盘实现瓷板的可靠抓取、搬运、码放等动作。阐述了吸盘手爪的组成和工作原理,进行了选型计算,利用SolidWorks对其进行了结构建模,并通过Simulation有限元分析插件对其进行了强度校核。校核结果表明:该码垛机器人吸盘手爪能满足实际工况下瓷板的码垛需求。     

基于MATLAB与Pro/E码垛机器人动力学分析

基于D-H参数法建立码垛机器人手臂的运动学模型。用MATLAB计算码垛机器人的工作空间以确定完成典型任务的工作轨迹,然后用Pro/E的机构分析模块对码垛机器人进行动力学仿真,求各轴在完成典型任务下的受力情况,为开发码垛机器人选择电机减速机的选型提供理论数据。     

高速重载码垛机器人刚柔耦合模型建立及动态特性分析方法

针对高速码垛机器人高速、高加速度、大负载的工作特性,提出一种考虑关节柔性的高速重载码垛机器人结构建模及动态特性分析方法。首先,建立刚柔耦合动力学模型,对高速重载码垛机器人的关节柔性进行描述; 其次,基于建立的刚柔耦合动力学模型,对机器人的重要动态特性——振动模态进行分析; 最后,设计力锤瞬态激励实验,对2种方法的有效性进行验证。实验结果表明,该结构建模方法有效地分析了高速重载码垛机器人关节柔性的影响,动态特性分析方法有效地分析了机器人的振动模态。     

本期导读

<正>关键词一SCARA机器人P01随着劳动力成本的上升及工业机器人技术的发展,工业机器人被越来越多的应用于制造业。SCARA机器人因其具有动作快、精度高、部件少、可靠性高等特点,被广泛应用于高效率的装备、焊接、密封和搬运等领域。《基于数值模拟技术的SCARA机器人本体设计与优化》一文利用数值模拟技术对SCARA机器人进行结构和电机参数优化设计,能为其设计和优化提供重要依据。