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多关节机械手设计与运动学研究

作　者: 杨春杰
导　师: 谭跃钢
学　校: 武汉理工大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 机械手设计运动学研究多关节机械手臂传动机构运动学方程运动学分析运动空间平衡系统驱动电机
分类号: TP241
类　型: 硕士论文
年　份: 2002年
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引　用: 6次
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内容摘要

本文较系统、全面的设计了仅由两台驱动电机带动多个关节的新型多关节机械手臂传动机构，并具体设计了具有代表性的R~3P型机械手臂的机构模型；作者对该R~3P型机械手臂进行了运动学分析，用D—H法则建立了运动学方程，并利用MATLAB软件对其手臂的运动空间进行了仿真。本设计主要是从以下几个方面入手： 1、机构设计：包括底座和臂关节的设计； 2、传动机构设计：将驱动电机安装在底座上，利用同步齿型带、离合器传递手臂的动力；利用齿轮传动带动底座回转； 3、平衡系统设计：采用了弹簧平衡系统、电磁式制动器和单向延时气缸； 4、设计参数和校核计算； 5、用D—H法建立运动学方程； 6、利用MATLAB软件对手臂的运动空间进行仿真； 7、利用AUTOCAD2000绘图：包括零件图和装配图。本设计较好的解决了传统多关节机械于臂的重量问题，而重量问题中的瓶颈问题就是驱动器的数量问题。在本设计中除了采用材质轻而又传动比准确的同步带传动可以相对减轻手臂传动机构的重量之外，最主要的特点足将电机数量控制在两台(一台用于底座的回转运动，从而实现机械手在整个空间的运动；另一台用于驱动手臂的运动)并将电机下置于底座。这样就避免了传统机器人中将电机安装在关节处而增加了手臂的重量而出现的种种问题，如手臂体积庞大、过冲量加大、动力学分析复杂化等等。该新型多关节机械手臂结构简单，运动学分析相对于传统机器人得以简化，操作简便，定位准确。因此，在工业方面的用途，如搬运、喷涂、清洗机器人等将更加广泛，并对轻型机器人的研究提出了新的思路。

全文目录

第一章绪论  6-12
  第一节多关节机械手臂研究的意义  6-8
  第二节多关节机械手臂研究的概况  8-11
  第三节本文研究的主要内容  11-12
第二章新型多关节机械手臂的机构设计  12-45
  第一节多关节机械手臂的机构设计  12-18
  第二节多关节机械手臂机构设计中的平衡问题  18-25
  第三节多关节机械手臂的设计参数  25-45
第三章新型多关节机械手臂运动方程的建立及仿真  45-54
  第一节新型多关节机械手臂的运动方程的建立  45-49
  第二节新型多关节机械手臂的运动轨迹的仿真  49-54
第四章结论  54-55
主要参考文献  55-58

多关节机械手设计与运动学研究

内容摘要

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