【正文】 衷心感謝我的父母對我多年的養(yǎng)育之恩和辛勤培養(yǎng)之情，是他們的無私支持才使我順利完成學業(yè)。2）下位機控制系統(tǒng)與上位機控制系統(tǒng)之間的通訊可靠性與實時性需要加以驗證改進。機械手臂由5自由度機械臂與夾鉗式手爪構成。在裝配的過程中簡單的機構也可以減少裝配的時間和裝配費用。包括創(chuàng)建裝配體、添加指定的部件或零件到裝配體、創(chuàng)建部件之間的裝配關系、移動和布置裝配成員、生成產品的爆炸圖、裝配干涉和間隙分析等主要功能。..然后開始作圖，畫出草圖的輪廓線，再退出草圖編輯，進入到實體部件的設計過程，通過特征選項，進行拉伸切除的一系列的操作，最終完成各部件的建模。福特汽車公司在新型汽車的開發(fā)中已經用了虛擬設計技術，大大縮短了發(fā)布時間；波音公司的777型大型客機是世界上首架虛擬產品，其整機設計、部件測試、整機裝配及試飛等均采用了CAD技術，使該機型的開發(fā)周期由8年縮短為5年。虛擬設計具有以下特點：虛擬設計繼承了虛擬現(xiàn)實技術的所有特點。因此,國內CAD的應用還處于低水平,這相對于硬件投資、人力投入來講無疑是一個巨大的浪費。本論文基于我國國情，在簡單的反求工程基礎上進行產品的三維虛擬設計、產品裝配及運動仿真，在產品設計階段能夠以較高的置信度預測所設計產品的最終性能和可制造性。4 機械臂的建模Solidworks軟件是世界第一個基于Windows開發(fā)的三維CAD系統(tǒng)，由于技術創(chuàng)新符合CAD技術的發(fā)展潮流和趨勢，Solidworks公司于兩年間成為CAD\CAM產業(yè)中獲利最高的公司。使的符號表達式各元素等于的一般形式，并據(jù)此確定0，其他五個關節(jié)參數(shù)一般不可能從求得，可以從以下幾個方程中求得: (38)求運動方程逆解，即求得機械手各關節(jié)坐標，這對機械手的控制至關重要。機器人手臂的正運動學問題分析運動學分析中，為了描述末端執(zhí)行器在空間的位置和姿態(tài)，一般在每個關節(jié)上建立一個坐標系，利用坐標系之間的關系來描述末端執(zhí)行器的位姿。如果表示第一個連桿相對于基系的位置和姿態(tài)，表示第一個連桿相對于第二連桿的位置和姿態(tài)，那么第二連桿在基系中的位置和姿態(tài)可由下列矩陣的乘積給出: (33)同理，第三個連桿相對于基系中的位姿為: (34)本課題所研究的機械臂是六連桿，其具有五個自由度，對于六連桿機械臂在基系中的位姿為: (35)一個六連桿機械手可具有五個自由度，每個連桿含有一個自由度，并能在其運動范圍內任意定位和定向。另外，兩點之間的運動，有可能使機械臂關節(jié)變量發(fā)生突變。雖然機械臂最終能夠從當前位置移動到期望位置，但是，機械臂在這兩點之間的運動是不可預知的。 機器人運動學方程的表示 機械臂的運動分析，首先確定機械臂的參考坐標系以及各關節(jié)坐標系，確定D H(oenavi一Hartenbers)運動學參數(shù)，關節(jié)變量及其變化范圍。這種設計概念得到了政府和用戶的贊賞和支持，將要成為反恐、防爆設備發(fā)展的新趨向。目前求解運動學逆解的方法主要有:Paul等人提出的代數(shù)法，Lee和Ziegler提出的幾何法以及PiePer方法等。3 五自由度機械臂機構及運動學模型簡介為了研究機械臂的動態(tài)特性，求解機械臂各關節(jié)驅動器所需驅動力矩，選擇驅動電機的型號，同時對機械臂的各關節(jié)驅動器進行控制，就必須首先建立機械臂的運動學、動力學模型。而且氣動系統(tǒng)對于空氣質量（濕度、溫度）等有一定要求，對于在水下作業(yè)機械臂系統(tǒng)來說，會減少可用場合。同時在需要保持一定空間位置或者姿態(tài)時，液壓系統(tǒng)由于其剛度較大，也可以在一定程度上克服干擾的影響。3）借助氣缸、氣閥和相應驅動結構構成氣動控制系統(tǒng)來驅動各關節(jié)自由度。對于位置伺服系統(tǒng)來說，通常沒有彈贊負載，即。 肘關節(jié)與腕關節(jié)之間為小臂，肘關節(jié)與肩關節(jié)之間為大臂。2）其中一腔通油路，另一腔設置一個彈簧，不通油路，這樣鎖緊銷向一個方向的動作由油路控制，向另一個方向的動作由彈簧完成。液壓自動對接腕是機械手的手腕，是機器人在水下自動換接作業(yè)工具的關鍵部件。該機為液壓驅動的主從隨動及示教再現(xiàn)式操作機械手。如圖21所示的是機械手臂。3) 對機械臂進行運動學分析。計算機是機器人的控制器或腦子。其中，頭三個自由度引導夾手裝置至所需位置，而后三個自由度用來決定末端執(zhí)行裝置的方向。在特種機器人中，有些分支發(fā)展很快，有獨立成體系的趨勢，如服務機器人、水下機器人、軍用機器人、微操作機器人等。4) 數(shù)控型機器人不必使機器人動作，通過數(shù)值、語言等對機器人進行示教，機器人根據(jù)示教后的信息進行作業(yè)。國際標準化組織（ISO）給出的定義是，機器人是一種自動的、位置可控的、具有編程能力的多功能機械手，這種機械手具有幾個軸，能夠借助于可編程序操作來處理各種材料、零件、工具和專用裝置，以執(zhí)行多種任務。濟南第二機床廠在與美國ISI機器人公司等合作完成了第一條沖壓自動生產線后，又自行開發(fā)了全自動薄板沖壓生產線，并投入應用。s carry on 3D set up a mold.Key words: robot；machine arm；Solidworks；3D modeling目錄前言 11 機器人的綜合概述 2 機器人的分類 2 機器人系統(tǒng)的結構 3 機器人的執(zhí)行裝置 5 本課題的研究方向與內容 5 機械臂的作業(yè)能力 5 本設計的研究內容 6 本章小結 62 機械臂的設計 7 手爪的運動結構分析 8 自動對接腕的動作分析 8 大臂、小臂和腕的機構分析 10 驅動器的選用 14 本章小結 163 五自由度機械臂機構及運動學模型簡介 17 五自由度機械臂機構簡介 17 機器人運動學方程的表示 18 機械臂的運動分析 18 機械臂的綜合運動軌跡研究 19 五自由度機械臂的運動學方程 21 機械手臂運動學方程的逆解 25 本章小結 294 機械臂的建模 30 虛擬設計的概念、意義及特點 30 虛擬設計的意義 30 虛擬設計的概念 31 虛擬設計的特點 31 虛擬設計技術的發(fā)展狀況 31 Solidworks零件的創(chuàng)建方法 32 43 445 經濟性分析 456 結論 46參考文獻 48致 謝 5049前言世界上機器人工業(yè)萌芽于50年代的美國，經過40多年的發(fā)展，已被不斷地應用于人類社會很多領域，正如計算機技術一樣，機器人技術正在日益改變著我們的生產方式，以至今后的生活方式。機器人能自動控制，多功能，有幾個自由度，可固定或運動，用于相關自動化系統(tǒng)中。本人授權　　 　 　大學可以將本學位論文的全部或部分內容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構的學位或學歷而使用過的材料。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準用徒手畫3）畢業(yè)論文須用A4單面打印，論文50頁以上的雙面打印4）圖表應繪制于無格子的頁面上5）軟件工程類課題應有程序清單，并提供電子文檔1）設計（論文）2）附件：按照任務書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復印件）次序裝訂摘 要近二十年來，機器人技術發(fā)展非常迅速，各種用途的機器人在各個領域廣泛獲得應用。關鍵詞：機器人；機械手臂；Solidworks；三維建模AbstractAbout 20 in the last years , the robot technique develops very quickly and the robot of various use extensively acquires an application in each realm .Our country39。進入“九五”計劃第一年后，一些大型工廠、公司正在調整機器人的應用和發(fā)展策略，由應用機器人大戶轉向成為開發(fā)機器人大戶，力求推進中國機器人的產業(yè)化。1 機器人的綜合概述機器人的定義處在不斷發(fā)展變化之中。 機器人的分類關于機器人如何分類，國際上沒有制定統(tǒng)一的標準，一般的分類方式如下：1) 操作型機器人能自動控制，可重復編程，多功能，有幾個自由度，可固定或運動，用于相關自動化系統(tǒng)中。我國的機器人專家從應用環(huán)境出發(fā)，將機器人分為兩大類，即工業(yè)機器人和特種機器人。在一些文獻中，稱機械手為操作機、機械臂或操作手。必須用適當?shù)某绦蛟O計語言來描述這些任務，并把他們存入機器人系統(tǒng)的控制計算機中去。鉗爪式的手爪與人手最為相似，它具有兩個、三個或多個機械手指，能抓取不同 形狀的物體；電磁式吸附手爪是靠通電線圈產生的電磁力吸住物體的，像磁鐵能吸住鐵釘?shù)冉饘僖粯樱粴馕绞肿t靠大氣壓力把吸附頭與物體壓在一起，實現(xiàn)物體的抓取。90186。2 機械臂的設計機械臂從肩部到手部的部件規(guī)格及質量依次遞減，這有利于機器人的穩(wěn)定性。5）腕(手)的旋轉動作驅動傳動機構與執(zhí)行機構是相輔相成的，在驅動系統(tǒng)中可以分:機械式、電氣式、液壓式和復合式，其中液壓操作力最大。：. 手爪 The gripper如圖部件1向右側移動，牽動零件2小連桿移動，零件2小連桿帶動零件3內連桿分別向上下兩側移動，使外連桿帶動零件4向上下移動，實現(xiàn)手爪的開過程。自密封對接頭1自密封對接頭2鎖緊油缸液壓自動對接腕. 液壓自動對接腕截面分布示意圖 Automated docking wrist hydraulic schematic crosssection distribution. 鎖緊、導向機構示意圖 The locking, bodyoriented diagram機械對接機構集中在液壓自動對接腕上，包括鎖緊機構和導向機構。但是由于工具很重，銷與孔之間有一定的壓力，會在鎖緊銷與工具、鎖緊缸端蓋之間產生磨擦力，液壓動力的鎖緊銷縮回力很大，能夠滿足。用對稱閥來控制不對稱的液壓缸，就導致液壓缸活塞向兩個方向運動的性能不一致性。電動機器人能完成高速運動，具有傳動機構少，成本低等優(yōu)點，在現(xiàn)代工業(yè)生產中已基本普及。當然這種方案的缺點也是十分明顯：即通過電機驅動，如果將電機直接布置在各種轉動關節(jié)上的話，電機和傳動系統(tǒng)的自重、慣量等往往也會成為負載，傳動環(huán)節(jié)本身由于機械效率的影響也會使有效功率降低，特別是在