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ADAMS+SolidWorks六自由度机械手的机械结构设计及其运动仿真(3)

时间:2022-11-27 21:20来源:毕业论文
(3)专用机械手 专用机械手一般用于自动生产线上,用来上下料或工件交付。Mechanical Hand是它的 英文 名,大多数由计算机直接控制,操作步骤都是设定

(3)专用机械手

    专用机械手一般用于自动生产线上,用来上下料或工件交付。“Mechanical Hand”是它的英文名,大多数由计算机直接控制,操作步骤都是设定好的,专业机械手由此得名。

 机械手按控制型式分类:

(1)点位控制型机械手

机械手大部分是点位控制型,该类机械手的运动轨迹是空间一点到另外一点,控制性能根据点数的提高而提高。该类机械手结构较为简单,基本可以解决各种需求。

(2)连续轨迹控制型机械手

连续型的运动轨迹则是空间的连续曲线。该类机械手控制系统复杂,但它的良好的性能可以使其作出极其复杂的动作。

1。2 国内外机械手研究现状

1。2。1 国外机械手研究现状

1。2。2 国内机械手研究现状

1。3 本课题研究的意义与内容

随着科学技术的不断发展与进步,机械手在人们工作和生活中的作用日益增加。尤其在现代工业生产领域中,更多不同种类的机械手被用来代替人的实际劳动。论灵活性,机械手相比人手较差,但它确能不断地工作和劳动,在恶劣、危险的环境下工作,抓取工件的重量也远超人手。因此,机械手的应用领域不断拓宽,人们对其研究也不断加深。

本文设计的六自由度机械手,利用Solid Works软件建立机械手三维实体模型,再在ADAMS软件中对六自由度机械手的三维模型进行仿真分析。机械手的运动轨迹可以通过仿真视频观察分析,进而研究机械手的动、静态特性,得到机械手的速度、加速度结果。

在Solid Works和ADAMS2013软件的配合下,通过虚拟样机技术进行运动仿真,不需要制造实物,便可以轻松预测其设计产品的性能,有效提高物理样机研发制造的效率,然后减少产品设计周期,减少人力,降低研发成本。

本论文进行了以下方面的研究:

(1)首先进行了背景知识的学习,包括六自由度机械手基本知识的了解,国内外研究现状,学习了有关虚拟样机的知识,通过Solid Works软件进行三维建模,机械手的运动仿真采用ADAMS软件进行。

(2)拟定六自由度机械手的机械结构方案设计。

(3)建立三维模型。对本文的机械手结构进行详细了解,并在Solid Works软件中画出机械手的各个零件的三维模型,并在Solid Works环境中进行了装配。然后查阅资料,了解Solid Works与ADAMS软件之间的数据是如何传输的。

(4)在ADAMS软件中处理模型。将模型进行相应的处理,进行了修改质量、添加约束等,然后创建驱动函数等操作,最后验证仿真模型。

(5)在ADAMS中进行运动仿真及数据测量分析,测出运动特性曲线,并录制一段机械手模拟人手抓取、移动、松放的动画视频。

(6)总结研究过程,完成论文的撰写。

第二章 机械手的总体方案设计

2。1 整体分析

六自由度机械手由圆盘底座、舵机、大臂、小臂、腕部、手抓、单片机、控制板等部分组成,材料选用铝合金,强度较高。关节处都装有舵机,用来设置它们的转动范围,圆盘底座可转动360°,大臂可摆动120°,小臂可摆动90°,手腕可摆动60°、旋转360°。本文设计的机械手类似于人手,体积较小,用来抓放一些小型物体,经过选择,决定采用钳爪式手部机构,驱动带动齿轮进而实现手抓的张闭。该机械手材料选用铝合金,圆盘直径18cm,大臂和小臂都是16。5cm,手腕到手指末端距离15cm。控制方面用单片机控制舵机的运行,其与80C51 产品指令和引脚实现吻合。将计算机中写好的程序输入到AT89S52控制器中,便可实现对各个部分的控制,让其摆动,旋转,或者进行更加复杂的动作。本文的机械手参考德普施公司的产品设计,下图为机械手样品图:论文网 ADAMS+SolidWorks六自由度机械手的机械结构设计及其运动仿真(3):http://www.youerw.com/jixie/lunwen_102655.html

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