基于渐开线球齿轮的机器人柔性手腕结构与运动分析

介绍了一种基于渐开线环形齿球齿轮传动的机器人新型柔性手腕及其空间八杆驱动机构。该柔性手腕由六个球齿轮按特定规律串联而成,构成了一种多系杆的空间运动行星轮系机构。新型柔性手腕具有3自由度,可实现全方位偏摆运动和自旋运动,任意方位最大偏摆角可达126°,其运动性能明显优于著名的Trallffa柔性手腕。介绍了多个球齿轮的串联结构型式,分析了新型柔性手腕的结构特点和动作原理。对驱动机构进行了可动性分析,建立了驱动机构的运动学模型。分别进行了手腕偏摆运动分析和自旋运动分析,利用Denavit-Hartenberg方法确定了六个球齿轮的位姿矩阵,推导了手腕输出轴偏摆角与第一级系杆框架偏摆角之间的关系,并求出了输出轴末端的坐标参数方程,建立了自旋运动正、逆问题运动学模型。上述驱动机构和柔性手腕的运动学分析模型成为设计控制系统的依据。     

基于ANSYS的六自由度工业机器人静力学分析

六自由度工业机器人的旋转座、摆动臂、摆动关节、旋转臂的机械性能决定着机器人运行的可靠性,针对这些零部件的静力学特性,利用Pro/E和ANSYS Workbench相结合的方法,得到机器人零部件上应力和应变的变化规律,分析并找到危险位置和薄弱环节,对于机器人结构设计与优化具有一定的意义。     

基于ANSYS的六自由度工业机器人有限元分析

针对六自由度工业机器人安全性与可靠性问题,以六自由度自动分拣工业机器人为研究模型,对该模型进行静力学分析,验证产品结构设计的合理性。在Solidworks中建该机器人的三维模型,并将模型导入到Ansys软件中,分析其模态振型和谐响应特性。通过分析实验得到的模态振型图和简谐响应曲线,测出机器人的最大位移共振频率,检验其谐激励下的抗振能力,为其结构优化提供参考。     

六自由度工业机器人手腕分析与优化综合

本文分析了用于六自由度工业机器人的球型手腕, 这种手腕具有结构紧凑, 姿态范围大, 定位精度高等特点.在运动学分析的基础上, 研究了手腕定位精度与各关节参数精度误差之间的关系, 给出了完整的误差数学模型, 借助于此模型通过优化设计, 得到了各关节参数精度的合理分配, 为机器人机械结构及控制系统的精度设计提供了依据.文章阐述了使机器人实现快速响应, 提高定位精度的优化设计方法.     

考虑制造误差的工业机器人精度可靠性分析

针对工业机器人定位精度受关节加工及装配误差等不确定因素影响的问题,提出了一种基于运动学模型和Kriging代理模型的六自由度工业机器人可靠性分析方法.通过D-H模型建立了六自由度工业机器人理想正运动学模型,建立了各关节配合表面误差传递路径并结合小位移旋量法(SDT)与MD-H模型构建了六自由度工业机器人的包含关节误差的...     

中小型六轴垂直串联工业机器人手腕结构设计

工业机器人手腕结构是机器人本体机械设计最关键的部件,机械传动结构精巧复杂,加工装配精度高。因此,重点研讨了工业机器人手腕结构设计的技术路线,实现了机器人手腕R轴转动、B轴摆动、T轴转动的机械传动系统设计。     

基于ANSYS的六自由度工业机器人模态分析

利用三维建模软件Pro／E进行六自由度机器人实体建模及装配,然后无缝导入ANSYS软件中。通过机器人模型简化和等效模拟建立有限元模型,利用有限元方法和振动理论对一个六自由度的工业机器人进行模态分析。通过对整个系统的固有频率和振型的分析,确定了整个机器人的各个轴承关节和动力传动链为系统的薄弱环节,进而通过增强这些薄弱的环节来提高机器人整体的动态性能。     

基于Matlab的机器人运动学及动力学分析

以六自由度工业机器人为研究对象,利用D-H法对该机器人的运动学进行分析,并推导出运动学方程;运用拉格朗日建立出机器人动力学方程,并采用Matlab进行了运动学与动力学仿真,为后续六自由度工业机器人动态特性及控制研究打下基础。     

食用菌工厂化生产线多工位搬运机器人的设计

针对国内食用菌工厂化生产线菌筐搬运频繁的情况,需要设计一款占用空间小、效率高的专用搬运机器人。通过对搬运现场的了解,确定了六自由度以及电气液结合的关节型机器人方案。对机器人的基座、腰部、大中小臂、手腕和手抓进行了结构设计,并进行了气液压系统和PLC控制系统的设计。该机器人基本能够满足食用菌工厂化生产线搬运的需要。     

基于ANSYS的仿生四足机器人有限元分析

借助Pro/E进行三维样机模型设计,设计出具有12自由度的四足机器人,每条腿具有三个自由度,其中一个为侧摆自由度,两个为前后运动自由度。通过ANSYS对机器人结构设计进行有限元分析,了解结构的受力情况,优化机械结构设计,使机器人在能够满足负重的要求下,承受应力的状态达到最优化。通过仿真平台的验证,证明所设计的仿生四足步行机器人完全能实现预定的工作目标,对以后的四足机器人研究具有一定的借鉴意义。     

管片拼装机回转系统齿轮啮合动力学分析

为了研究管片拼装机回转系统齿轮啮合的动力学特性,以管片拼装机小齿轮-大齿圈的传动系统为研究对象,采用集中参数法建立了考虑齿面摩擦的六自由度直齿轮动力学模型,依据管片拼装机实际工况参数,利用Runge-Kutta方法分析了管片拼装机回转系统在空载和负载两种工况下小齿轮和大齿圈的振动位移情况,对管片拼装机回转系统进行了振动测试,验证了模型及求解的正确性,并提出了可以通过增大管片拼装机回转系统刚度来减小振动的方法。研究结果对管片拼装机回转系统的减振和降噪处理,以及提高管片拼装机回转系统的精度有重要的理论和实用价值。     

大中型工业机器人手腕的设计

为解决当前工业机器人生产制造、维修中所存在的谐波减速器及传动部件的分离和组装技术难题,将新技术和新颖功能部件应用到产品设计中,使工业机器人的装配和维修更简单和快捷;对现行工业机器人的传动系统结构及存在问题进行了分析和研究,提出了一种用于大中型垂直串联工业机器人手腕的新型结构设计方案,并对传动系统的结构进行了具体介绍;该方案将手腕传统系统设计成了可整体装拆和标准化生产、能通过法兰定位简单安装的传动组件,使手腕安装及维修时无需进行谐波减速器及传动部件的分离,传动组件装配时无需进行调整;利用实际生产制造及产品技术性能测试,对传统系统的设计进行了验证。结果表明,采用这一设计方案所制造的工业机器人手腕,不但解决了传统结构设计中所存在的减速器及传动部件的安装和维修问题,延长了部件的使用寿命;而且手腕摆动轴B、手回转轴T的传动精度、运动速度等指标均比传统结构手腕提高了10%~20%左右。     

基于有限元法的双圆弧弧齿锥齿轮章动传动接触特性分析

接触特性是表征齿轮传动性能的重要指标。为明晰双圆弧弧齿锥齿轮章动传动的接触特性,利用有限元法对其进行加载接触分析。首先,基于啮合原理推导双圆弧弧齿锥齿轮齿面方程并生成齿轮副的三维模型;其次,利用Ansys Workbench建立齿轮副有限元模型,分析了双圆弧锥齿轮副的齿面啮合状态;最后,分析负载与安装误差对齿轮副传动性能的影响规律。结果表明：双圆弧弧齿锥齿轮存在分别位于凹、凸齿面上的双点接触状态,且锥齿轮靠近小端部位为应力危险点;增大负载有利于提高齿轮啮合的重合度,降低齿间载荷分配系数,一定程度上可提高齿轮传动的平稳性;安装误差对齿轮副齿面接触状态有较大影响,负向偏置误差与正向章动角误差不利于齿轮承载与传动稳定,在实际应用中应合理调控。     

基于有限元的摆动臂优化设计

随着工业机器人技术飞速发展,其在电动汽车装配领域应用越来越广泛,但也逐渐暴露出一些问题,如工业机器人质量重、结构复杂等,因此相关研究人员提出将有限元方法应用到机器人优化设计中。在Ansys Workbench中使用Shape Optimization模块对六自由度工业机器人摆动臂进行了优化设计,分别从质量、应力和变形三个方面对优化前后模型进行了对比分析,将数值模拟的方法应用到了优化设计领域,优化结果对工业机器人设计和改进工作具有重要的借鉴意义。     

非圆锥齿轮限滑差速器结构性能仿真及优化设计

为实现越野车的防滑功能,提出了一种新型限滑差速器非圆锥齿轮结构,行星齿轮与半轴齿轮齿数之比为1:2,传动比以行星齿轮转一圈为一个变化周期,可以最大限度地提高传动比的变化幅值达到±40%。针对该齿轮传动的特点和有限元方法理论,提出锥齿轮传动有限元建模与力学性能分析方法。先建立接触面结点耦合的轮系模型,求出给定扭矩下的转动位移,再建立齿面摩擦接触的轮系模型,将转动位移作为输入条件求得锥齿轮工作应力。根据计算结果,对锥齿轮结构进行改进,使其力学特性更佳。对两种结构的变扭矩限滑差速器非圆锥齿轮进行有限元分析比较,证明改进后的结构更合理,所采用的结构设计方法正确有效。     

用于缸体缸盖清洗的机器人机构分析与仿真

针对汽车发动机缸体缸盖清洗行业的特殊需要,研发了可应用于该领域的六自由度发动机清洗机器人。运用D-H方法,建立了六自由度发动机清洗机器人的连杆坐标系,给出了结构参数表,确定了六自由度清洗机器人的运动学方程。利用牛顿-欧拉递推算法,完成了六自由度清洗机器人的动力学分析。在Matlab环境下,利用Robotics Toolbox建立了机器人的三维仿真模型,并对发动机清洗机器人进行了动力学仿真,得到了各关节驱动力矩的变化曲线。     

弧齿锥齿轮齿面接触应力分析

弧齿锥齿轮工作时齿面接触应力的大小直接影响其使用寿命和安全。利用CATIA的逆向工程技术建立齿轮的三维模型,利用CATIA和ABAQUS的无缝连接接口,将齿轮的三维模型导入有限元软件ABAQUS中。在ABAQUS环境下,给定齿轮的材料和设定齿轮的工况对齿轮接触应力分析,得到齿轮最危险部位的应力应变。     

六自由度搬运机器人动力学分析及仿真

针对模块化六自由度轻载搬运机器人的结构特点,利用Solid Works三维设计软件绘制了机器人的三维模型。采用拉格朗日法建立了机器人的动力学模型并进行动力学分析。基于ADAMS仿真软件构建了机器人的仿真模型并进行动力学仿真,得到了转动关节的力矩曲线。基于MATLAB软件对动力学方程进行了数值分析并绘制力矩曲线,其理论分析结果与ADAMS的仿真结果一致,验证了理论计算的正确性和机械结构设计的合理性,为继续优化机器人结构设计和控制系统设计奠定了基础。     

基于ANSYS WORKBENCH的六自由度工业机器人摆动臂静力学分析与模态分析

工业机器人的刚度和强度直接影响到机器人的精度和寿命,针对六自由度工业机器人摆动臂的静力学特性和结构动力学特性,提出使用Pro/E简化模型,利用ANSYS WORKBENCH有限元分析方法,得到静力学仿真结果和模态分析结果,分析结果对避免应力集中和共振具有一定的指导意义。     

六自由度工业搬运机器人的运动特性分析及仿真研究

针对目前国内外移动关节在多自由度机器人上研究和应用较少的现状,本文设计了一款具有移动关节的六自由度机器人并将其应用于工业搬运作业.利用MD-H法建立该机器人的运动学模型,并推导出它的正逆运动学公式.在MATLAB软件的Robotics Toolbox平台下建立该机器人的仿真模型对正逆运动学公式进行验证并运用蒙特卡洛法生...