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码垛机器人的动态特性分析

作　者: 邢玉明
导　师: 梅江平
学　校: 天津大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 码垛机器人动态特性有限元优化设计
分类号: TH246
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 330次
引　用: 2次
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内容摘要

本文以天津大学开发设计的MD-1200型码垛机器人为研究对象,阐述了此码垛机器人的总体结构设计,进行了其运动学、动力学分析,主要就其在负载工作状态下的振动问题,采用有限元仿真法和模态试验技术法对其动态特性进行分析,并以分析结果为基础,对机构进行动态优化设计。取得成果如下:(1)分析了码垛机器人的总体机构,建立了码垛机器人结构的运动学模型,为后续动态特性研究和动态优化设计奠定了理论基础。(2)借助有限元分析软件ANSYS Workbench,建立了码垛机器人的有限元模型,研究了该模型铰链接触、约束条件及加载等问题的实现方法,分析了该机器人在典型位姿下的模态,为该机构的动态特性理论分析和模态试验提供了参考依据。(3)通过本点激励本点响应和典型位姿下整机的模态试验方案,借助LMS动态测试系统测试并分析了样机在典型位姿下的整机动态特性,通过与有限元软件分析出的动态特性结果对比,验证了有限元软件中建立的分析模型的正确的,此模型将作为机器人的优化设计的基础。(4)以有限元模型为分析基础,通过改变材料、结构尺寸等设计参数,探索码垛机器人本体结构的优化设计方案,为新一代的码垛机器人设计开发提供理论依据。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-5
目录  5-7
第一章绪论  7-14
  1.1 课题研究的背景和意义  7-9
  1.2 国内外研究现状  9-13
    1.2.1 动态特性主要研究方法  9-10
    1.2.2 动态特性分析技术  10-12
    1.2.3 动态优化设计  12-13
  1.3 本文主要研究内容  13-14
第二章运动学分析  14-23
  2.1 引言  14
  2.2 机构介绍  14-16
  2.3 机器人的运动学分析  16-22
    2.3.1 正向运动学分析  19-20
    2.3.2 逆向运动学分析  20-21
    2.3.3 运动学分析验证  21-22
  2.4 小结  22-23
第三章动态特性的有限元分析  23-35
  3.1 引言  23
  3.2 ANSYS软件模态分析功能简介  23-24
  3.3 ANSYS有限元建模  24-29
    3.3.1 前处理  24-25
    3.3.2 建立有限元网格模型  25-27
    3.3.3 加载与求解  27-29
  3.4 计算结果及分析  29-34
  3.5 本章小结  34-35
第四章动力学试验研究  35-49
  4.1 引言  35
  4.2 动力学试验理论基础  35-37
  4.3 动力学试验  37-41
    4.3.1 试验目的和仪器  37
    4.3.2 试验测试方案  37-39
    4.3.3 试验步骤  39-41
  4.4 试验结果及分析  41-48
    4.4.1 本点激励本点响应低阶模态识别  41-43
    4.4.2 整机典型位姿下的模态试验研究  43-48
  4.5 本章小结  48-49
第五章动态特性分析结果与优化  49-59
  5.1 引言  49
  5.2 动态特性分析结果  49-52
    5.2.1 动态特性分析结果对比  49-52
    5.2.2 结果存在差别的原因  52
  5.3 优化  52-58
    5.3.1 不同材料的优化  52-54
    5.3.2 结构优化设计  54-58
  5.4 本章小结  58-59
第六章全文结论  59-62
  6.1 结论  59-61
  6.2 工作展望  61-62
参考文献  62-66
致谢  66

码垛机器人的动态特性分析

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