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。     

基于ANSYS的包装物品码垛机器人臂部研究

研究平行四连杆机构的码垛机器人的臂部结构的力学性能，能否满足自动包装生产线对码垛机器人越来越高的载荷及运动速度的要求。主要对平行四连杆式并联码垛机器人的臂部结构做了受力分析，并利用ANSYS有限元分析软件对其强度作了仿真分析。得到了前臂及后大臂的受力云图，前臂的最大应力值为38.4MPa，最大应力位置是与后小臂连接的中间孔上方的加强筋上，最大位移量为0.9mm，最大位移发生在与腕部连接的轴孔附近；后大臂的最大应力值为10.7MPa，最大应力位置是与前臂连接轴孔附近，最大位移量为0.02mm，最大位移发生与前臂连接的轴孔端部。通过云图分析得到前臂及后大臂的最大变形量及最大应力值均满足设计要求，证明了平行四连杆式臂部结构能够满足较大的承载能力，为码垛机器人臂部结构的设计的提供了理论依据。     

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。     

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。     

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。     

混联码垛机器人运动学分析与仿真

针对码垛作业任务要求,设计了一种混联码垛机器人结构;为了简化机器人运动学方程的建立过程,根据机器人的特殊结构,把机器人的并联部分看作一个整体,以串联结构代替并联结构,应用D-H法建立了机器人的运动学模型,并给出了逆运动学方程.最后,应用Solid Works软件建立了机器人的三维实体造型,并用ADAMS软件进行了运动学仿真,验证了理论分析的正确性.     

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ABAQUS的码垛机器人小臂有限元分析

码垛机器入的小臂是机器人的重要部件,其刚度和强度影响到系统的抓取载荷和控制精度.针对某仓储设备公司要求,利用有限元分析软件ABAQUS对其研发码垛机器人小臂进行有限元分析,在工作条件下求出最大应力与应变,确定了其结构的安全性与合理性,为下一步整体结构的设计与优化提供了理论支持.     

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...     

袋装水泥码垛机器人机构尺寸的优选

基于D-H矩阵建立4R袋装水泥码垛机器人坐标系,建立机器人运动学方程,采用MATLAB软件进行工作空间仿真和验证。利用速度性能指标理论对五组初步设计的4R机器人大臂与小臂尺寸进行优选,获得基于机构速度性能指标的最佳数据。该方法应用于某水泥粉磨站袋装水泥装车机器人的设计中,效果良好。     

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。     

混联码垛机器人静力学分析

对国内各类码垛机器人结构进行分析,观察发现大部分码垛机器人的结构都采用串联机构,然而在一定条件下,串联机构稳定性差、承受负载能力较小、机器人运动学与动力学性能差;现采用混联机构来弥补串联机构上存在的不足。利用静力学方法将瞬时惯性力系转化为静力系,通过对机器人整体及其部分结构的力系平衡方程建立了机器人的静力学模型。并针对其关键零部件受力分析,进行实例计算和强度分析。结果说明该结构在受载条件下能够满足强度要求。     

码垛机器人结构介绍及其三维模型建立分析

码垛机器人技术在解决劳动力不足、提高劳动生产效率、降低生产成本和工人劳动强度、改善生产环境等方面具有很大潜力。根据码垛机器人的现场作业要求,设计了四自由度的混联机器人,机器人能够实现抓手在三维空间的移动以及围绕机械臂末端的转动。运用SolidWorks及ADAMS对机器人进行了三维建模、运动轨迹规划和仿真分析,得到的曲线验证了数学推导的正确性。     

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。     

码垛机器人结构设计与模态分析

随着科技进步和生产自动化水平的提高,码垛机器人在自动化领域应用越来越广泛。而码垛机器人技术在解决劳动力不足、提高劳动生产效率、降低生产成本和工人劳动强度、改善生产环境等方面具有很大潜力。根据码垛机器人的现场作业要求,设计了四自由度的混联机器人,机器人能够实现抓手在三维空间的移动以及围绕机械臂末端的转动。该机器人结构简单,动作范围大,承载能力强,运行速度快。为使机器人具有更合理的结构和动态特性,利用三维建模软件UG建立码垛机器人的三维模型,并导入ANSYS WORKBENCH中进行模态分析,找到机器人振动薄弱的部位,为结构的优化设计提供可靠的理论依据。     

重载浇注机器人并联工作臂设计分析与实现

针对铸造生产中广泛使用的串联式机器人在浇注作业中存在负载小、柔性度低和作业精度低等问题,提出一种新型的混联式重载浇注机器人;设计了一种基于2UPR-2RPU机构的3自由度并联工作臂,进行拓扑结构分析和自由度计算;通过建立并联工作臂运动学模型和静力学模型,分析机构支链长度随浇包转角的变化规律;分析支链受力状况、行程大小随支链在静平台上安装位置变动的关系,对并联工作臂的结构与参数进行优化设计。针对300 kg级浇包,优选出一组综合性能较好的结构参数,经过样机试制及测试,结果表明,并联工作臂的设计方案和结构参数较为合理。     

考虑静动力学性能的钢质壁面作业机器人小臂结构拓扑优化

钢质壁面作业机器人主要在垂直或倾斜的高空环境下进行清洁、探伤、焊接、除锈等作业，具有较高的轻量化和稳定性要求。机器人机械手小臂是连接大臂和执行末端的重要部件，具有外形尺寸大、板材厚度小和质量占比高的特点，整体受力大且长期处于振动状态，对结构的强度、刚度和振动等结构特性有较高要求。为对钢质壁面作业机器人机械手的小臂结构进行减重及提升结构特性，基于变密度法的优化算法，利用ANSYS Workbench有限元软件实现小臂结构的拓扑优化，进行轻量化设计。分析不同优化方案，得到同时考虑结构静、动力学性能的双目标能有效优化小臂结构。小臂结构优化设计后的质量下降了6.84%，等效应力降低了40.70%，总变形缩小14.43%,1阶固定频率增幅1.73%，达到轻量化降重效果，结构特性同时得以明显改善。研究结果有助于避免结构设计的盲目性，为下一步机器人整体结构的设计与优化提供思路，可为同类产品结构设计提供参考。     

码垛机器人的分类及应用

工业机器人替代人工具有显著优势,智能化的工业机器人是适应全球进入工业4.0的时代需要。作为智能化工业机器人的细分领域,码垛机器人在自动化生产中对提高生产效率起到了关键作用。对线性运动起重机式码垛机器人、机械臂式码垛机器人、并联杆式码垛机器人的结构、特点、应用进行分析,并对码垛机器人智能化实现方式——RFID(电子标签)、机器视觉以及人机交互路径学习等先进技术进行分析。智能化码垛机器人具备的强适应性以及动态问题解决能力,可在中国工业向工业4.0迈进以及在中国制造2025目标实现过程中,广泛应用于自动化生产和智能制造。     

混联支路并联机器人动力学建模方法

混联支路并联机器人具有独立运动输出、高刚度、控制解耦等优点,但支路中闭环结构的存在也增加了运动学分析和动力学分析的难度.基于此,通过将支链与动平台完全断开以及将混联支路完全退化为串联支路或树状支路,提出基于虚功原理和等价树状结构的混联支路并联机器人动力学建模方法,推导出封闭形式的混联支路并联机器人逆动力学和正动力学模型,动力学模型的维数等于机器人的自由度数.利用最小惯性参数和递推牛顿-欧拉法可以减少支路逆动力学模型的计算时间,应用该方法对两种混联支路并联机器人(2-P(Pa)R-1-PUU和3-PU*)进行运动学分析和动力学分析,该方法适用于各类混联支路并联机器人,可以指导混联支路并联机器人的结构参数设计和驱动器选配,并可用于机器人的实时动力学控制.     

一种新型四自由度混联机器人的设计与分析

通过对机器人串并联结构的分析,设计了一种新型的四自由度混联机器人,克服了同类机器人腕部俯仰电机不容易被安放在机架上的困难。将控制电机都设计在机架上,大小臂电机不同轴,腕部俯仰电机与大臂电机同轴,通过一种双平行四边形机构实现腕部俯仰动作,结构简单、俯仰角容易控制,俯仰运动不受大小臂运动的影响而发生牵连运动。腕部俯仰驱动的传动件为连杆,与大小臂以并联的形式进行连接,对机器人模型进行静力学分析,分析结果表明这种腕部俯仰机构能够提高机械臂的抗弯刚度。