【正文】 獻(xiàn) 【 1】 張鐵 ， 謝存禧著 .機(jī)器人學(xué) .華南理工大學(xué)出版社 ， 2020， 4 頁(yè) — 34 頁(yè) . 【 2】 喬蘭東 . 機(jī)械手 — 理論與應(yīng)用 .中國(guó)鐵道出版社， 1985， 290 頁(yè) — 295 頁(yè) . 【 3】 李月景 .工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì)基礎(chǔ) .天 津大學(xué)，天津人民出版社， 1980， 117 頁(yè) —135 頁(yè) . 【 4】 吳廣玉 .工業(yè)機(jī)械人的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用 .機(jī)械工業(yè)出版社， 1977， 9， 88 頁(yè) — 105頁(yè) . 【 5】 王天然 .機(jī)器人 .化學(xué)工業(yè)出版社， 2020 年， 95 頁(yè) — 154 頁(yè) 【 6】 郭宇光 .機(jī)器人發(fā)展的歷史加深對(duì)機(jī)器人這種高端技術(shù)認(rèn)識(shí)。在公式“ Torque Expression”中選擇 keF? () 式中 k 為阻尼系數(shù)，根據(jù)旋轉(zhuǎn)角度決定施加阻尼的大小。其中 l = al os ( Vα t) +bl cos ( Vβ t ) + cl cos ( Vγ t) , h =al sin ( Vα t) + bl sin ( Vβ t) + cl sin ( Vγ t) + h1 ,然后瞬時(shí)加速度及相關(guān)的數(shù)據(jù)也可得出。 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 圖 4— 3 六自由度機(jī)器人簡(jiǎn)化模型 圖 4— 3為六自由度機(jī) 械手 簡(jiǎn)化模型 ,以基座底面圓的圓心為坐標(biāo)原點(diǎn)設(shè)立三維坐標(biāo)系。 導(dǎo)套對(duì)升降立柱的作用力如圖示 1R 和 2R .根據(jù)升降立柱的力平衡條件 : 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 1R = 2R ?總GhR ?1 總GRR h21 ??? fh2f22 1121 總總 GRFFFG ?????? （ ） 所以 ?f2h? f 為摩擦系數(shù)，一般為 這里可取 f= 則 ??h （ ） 上式即為升降導(dǎo)向立柱不自鎖的條件。米 對(duì)于初始狀態(tài)而分別向著 i、 j、 k 方向的矢量上，則分別在右上角添上 i、 j、k。您可以使用COSMOSMotionAVI 捕獲物理運(yùn)動(dòng)并與他人交流這些物理運(yùn)動(dòng)。 COSMOSMotion 旨在幫助用戶減少對(duì)使用物理原型機(jī)仿真和測(cè)試來(lái)確保設(shè)計(jì)工作順利進(jìn)行的需求。然而，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制造方式卻無(wú)法滿足這些要求。若按擺動(dòng)式扭矩來(lái)設(shè)計(jì)，則油缸將加大，而裝載油缸的機(jī)架也將隨之加大。 圓柱坐標(biāo)式機(jī)械手由 X、 Z、 Ф 三個(gè)運(yùn)動(dòng)組成。其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高。 分類 按用途分類 （ 1） 專用機(jī)械手 專用機(jī)械手是專為一定設(shè)備服務(wù)的，簡(jiǎn)單、實(shí)用，目前在生產(chǎn)中運(yùn)用比較廣泛。 控制系統(tǒng)可根據(jù)動(dòng)作的要求，設(shè)計(jì)采用數(shù)字順序控制。它的優(yōu)點(diǎn)是氣源方便，維護(hù)簡(jiǎn)單，成本低。手指的數(shù)量又可分為二指、三指、四指等，其中以二指用得最多。屹今 , 新松公司完成的弧焊、點(diǎn)焊機(jī)器人工作站 , 各種裝焊線等機(jī)器人自動(dòng)化應(yīng)用工程已超過(guò) 600 多臺(tái)套 ， 連續(xù)多年順利通過(guò) ISO9001國(guó)際質(zhì)量體系認(rèn)證。 近十年來(lái) , 日、美、蘇、英、法等國(guó)都投入了大量的人力、物力從事焊接機(jī)器人的開(kāi)發(fā)工作 , 其中日本焊接機(jī)器人的進(jìn)展速度尤為驚人。 simulation of 3D motion 。 三維運(yùn)動(dòng)模擬 。 焊接機(jī)器人 的發(fā)展 國(guó)外 焊接 機(jī)器 人 的發(fā)展 焊接機(jī)器人是近十年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的智能機(jī)器目前不少焊接機(jī)器人不僅具有“ 示教再現(xiàn) ” 功能 , 而且在實(shí)際焊接過(guò)程中能自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)焊縫 , 焊接大量不同空間位置的焊縫。我國(guó)使用焊接機(jī)器人進(jìn)行生產(chǎn)的企業(yè)已 有幾百家 , 全國(guó)安裝的焊接機(jī)器人已超過(guò)千臺(tái)套 , 主要集中在汽車(chē)、摩托車(chē)和工程機(jī)械個(gè)重要行業(yè)并且 90%以上屬于 5 或 6 軸關(guān)節(jié)式機(jī)器人。 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 手部 安裝在手臂的前端。缺點(diǎn)是需配備壓力源，系統(tǒng)復(fù)雜，成本較高。成本低，缺點(diǎn)是不易于調(diào)整。穿孔卡的信息容量有限，但便于更換、保存、可重復(fù)使用。 4 操縱式機(jī)械手在人的操縱之下完成多種復(fù)雜動(dòng)作，其內(nèi)容可根據(jù)需要隨時(shí)改變。 缺點(diǎn)是這種機(jī)械手作業(yè)范圍較小。為具有近似人手操作的機(jī)能，需要研制最合適的 結(jié)構(gòu)。在大多數(shù)情況下，工程師往往為了保證產(chǎn)品按時(shí)投放市場(chǎng)而中斷這一過(guò)程，使產(chǎn)品在上市時(shí)便有先天不足的毛病。 COSMOSMotion 的應(yīng)用及特點(diǎn) COSMOSMotion 是 模擬您的產(chǎn)品在 CAD 系統(tǒng)內(nèi)的功能的軟件。 COSMOSMotion 基于物理性質(zhì)，而 SolidWorks Animator 則不然。隨著電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，為機(jī)械手的動(dòng)作分析、設(shè)計(jì)和計(jì)算提供了良好的技術(shù)基礎(chǔ)。其大小可按下式計(jì)算 ； tg??? VGF慣（ ） 其中 G —— 手臂移動(dòng)部件的重量 (公斤 )， g —— 重力加速度 .(米 / 2秒 } V? —— 起動(dòng)或制動(dòng)前后的速度差 (米 /秒 ) t? —— 起動(dòng)或制動(dòng)所需的時(shí)間 (秒 )。但這樣又會(huì)增大手臂 重量及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。 最大運(yùn)動(dòng)范圍 軸 3 （小臂） 90~+90176。 Vz = Vx tan φ 。 （ 3）添加阻尼 為了保證機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的穩(wěn)定性，對(duì) 小臂和手腕 鉸接的部位設(shè)計(jì)阻尼。 Z 軸速度起初變化較快后來(lái)趨于平穩(wěn) ,同樣也是符合實(shí)際情況的。 另外， 也感謝 其他 老師 給予我很大幫助和指導(dǎo) ， 讓 我在實(shí)踐中 充分 掌握了大量的專業(yè)知識(shí)和 更好的 學(xué)習(xí)方法。其他零部件同樣也可以得到類似曲線包括虛擬的旋轉(zhuǎn)馬達(dá)。為了不至于零件過(guò)多裝配過(guò)程復(fù)雜，采取逐個(gè)添加約束的方法，進(jìn)行逐個(gè)配合并完成定位。角 γ 為手抓與小臂所在直線所成夾角 ,順時(shí) 針為負(fù)逆時(shí)針為正。 SolidWorks 數(shù)字化模型 模型導(dǎo)入 導(dǎo)入成功？ 添加復(fù)雜約束力 仿真分析 是否符合實(shí)際？ 模型優(yōu)化 是 否 是 否 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 仿真實(shí)體的繪制 六自由度機(jī) 械手 不是很復(fù)雜的機(jī)構(gòu) ,solidworks軟件建立三維模型并不太困難 ,用 SolidWorks 強(qiáng)大的三維設(shè)計(jì)能力利用拉伸、陣列和切除等功能將模擬機(jī)器人的各零部件分別繪制出來(lái) ,然后根據(jù)同軸、共面等幾何約束關(guān)系將 幾 個(gè) 零部件裝配起來(lái)可以得到六自由度機(jī) 械手 的裝配圖。 計(jì)算 cJ 時(shí)，可把形狀復(fù)雜的零件分成幾種形狀 細(xì)棒： 221212 lgGlmJ c ?? 圓柱體： )3(12)3(12 2222 RlgGRlmJ c ???? 圓盤(pán)： 2222 RgGRmJ c ?? 長(zhǎng)方體： )(12)(12 2222 bagGbamJ c ???? 偏 重 力矩的計(jì)算 偏重力矩就是手臂懸伸部分的全部零件重量 (作用在各自的重心上 )對(duì)手臂回轉(zhuǎn)中心的靜力矩 eM 。用 a*表示工件的姿勢(shì)，設(shè)其初始值為 *0a 。 “Powered by ADAMS” 意味著 用戶可以 從世界上最大的制造公司采用的同一種模擬技術(shù)中受益。干涉檢查和 AVI 影片可以幫助 用戶 找出問(wèn)題并向他人表述這些問(wèn)題。 SolidWorks 是市場(chǎng)份額增長(zhǎng)最快、技術(shù)發(fā)展最快、市場(chǎng)前景最好、性能價(jià)格比最優(yōu)的軟件。在計(jì)算機(jī)輔助下進(jìn)行機(jī)械零件的設(shè)計(jì)、校核，并進(jìn)行系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)仿真己經(jīng)逐漸成為機(jī)械設(shè)計(jì)的發(fā)展方向。 圓柱坐標(biāo)式機(jī)械手的特征是在垂直 導(dǎo)柱上裝有滑動(dòng)套筒，手臂裝在滑動(dòng)套筒上，手臂可做上下直線運(yùn)動(dòng)（ Z）和在水平面內(nèi)做圓弧狀的左右擺動(dòng) (Ф )。工作性能完善，但控制部分比較復(fù)雜。 通用機(jī)械手又分簡(jiǎn)易型、示教再現(xiàn)型和智能機(jī)械手、操縱式機(jī)械手等幾種。更復(fù)雜的機(jī)械手則采用數(shù)字控制系統(tǒng)、小型計(jì)算機(jī)或微處理機(jī)控制的系統(tǒng)。通用機(jī)械手則考慮采用步進(jìn)電機(jī)、直流或交流的伺服電機(jī)、變速箱等。 軀干是安裝手臂、動(dòng)力源和各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)的支架。從機(jī)器人技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)看 , 焊接機(jī)器人不斷向智能化方向發(fā)展 , 完全實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)中機(jī)器人的群體協(xié)調(diào)和集成控制 , 從而達(dá)到更高的可靠性和安全性。 國(guó)內(nèi) 焊接 機(jī)器人 研究的歷史及現(xiàn)狀 我國(guó)自上世紀(jì) 70 年代末開(kāi)始進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人的研究，經(jīng)過(guò)二十多年的發(fā)展，在技術(shù)和應(yīng)用方面均取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)尤其是制造業(yè)的發(fā)展 起到了重要的推動(dòng)作用。這種新技術(shù)發(fā)展很快，逐漸形成一門(mén)新興的學(xué)科?！居腥?CAD 圖】需完整 CAD+說(shuō)明書(shū)請(qǐng)聯(lián)系 1175231241 海量畢業(yè)設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)，承接定制、更多設(shè)計(jì)請(qǐng)移步： 更多設(shè)計(jì)請(qǐng)移步： 咨詢 學(xué)士學(xué)位畢業(yè) 論文 （ 設(shè)計(jì) ） 基于 SolidWorks 六自由度焊接機(jī)械手三維運(yùn)動(dòng)模擬 學(xué)生姓名： 馬俊 學(xué) 號(hào) ： 20204024148 指導(dǎo)教師： 劉天祥 所在學(xué)院： 工程學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 中國(guó) 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 第 1章 焊接機(jī)器人 的 概述 焊接機(jī)器人 是近代自動(dòng)控制領(lǐng)域中出現(xiàn)的一項(xiàng)新技術(shù)，并已成為現(xiàn)代機(jī)械制造生產(chǎn)系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分。從數(shù)量和智能化的程度來(lái)看 , 日本的焊接機(jī)器人在世界上占明顯優(yōu)勢(shì) , 并已向美、英等國(guó)大量出口 。預(yù)計(jì)未來(lái) 5年 , 國(guó)內(nèi)企業(yè)對(duì)焊接機(jī)器人的需求量將以以上的速度增長(zhǎng)。 總括機(jī)械手的運(yùn) 動(dòng)，離不開(kāi)直線移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)二種，因此它采用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要是直線油缸、擺動(dòng)油缸、電液脈沖馬達(dá)、伺服油馬達(dá)、交流伺服馬達(dá)、直流伺服馬達(dá)和步進(jìn)馬達(dá)等。有的采用直線電動(dòng)機(jī)。 對(duì)動(dòng)作復(fù)雜的機(jī)械手 (機(jī) 器 人 )，采用示教再現(xiàn)型控制系統(tǒng)。它的動(dòng)作程序可以按照工作需要來(lái)改變，大都是采用順序控制系 統(tǒng)，如插銷板、插件板、穿孔帶、穿孔卡、凸輪轉(zhuǎn)鼓、磁芯和磁鼓等。它能在三維空間中作極其復(fù)雜的動(dòng)作。 (5)手爪夾緊動(dòng)作 。 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 第 2章 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和 SolidWorks 軟件的發(fā)展 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 的發(fā)展 近些年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)圖形處理能力日益增強(qiáng)，以計(jì)算機(jī)為主要工具的仿真技術(shù)也迅速發(fā)展起來(lái)，并很快應(yīng)用于工程領(lǐng)域。 軟 件的 特點(diǎn)及前景 SolidWorks 是基于 Windows 的 CAD/CAE/CAM/PDM 桌面集成系統(tǒng)，是由美國(guó)SolidWorks 公司總結(jié)和繼承了大型機(jī)械 CAD 軟件的基礎(chǔ)上，在 Windows 環(huán)境下實(shí)現(xiàn)的第一個(gè)機(jī)械三維 CAD 軟件，于 1995 年 11 月研制成功。使用裝配體模塊運(yùn)動(dòng)，可以擴(kuò)展具有多個(gè)促動(dòng)器（例如馬達(dá)）和彈簧的裝配體模型，以了解機(jī)械運(yùn)動(dòng)在現(xiàn)實(shí)世界的情況。COSMOSMotion 是基于功能強(qiáng)大的 ADAMS 解決方案引擎創(chuàng)建的。 其次研究一下保持夾持矢量 8G 的工作姿勢(shì)會(huì)變成什么樣子。 2秒 ) 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 2?gGJo ? ? — 手臂回轉(zhuǎn)半徑〔重心到回轉(zhuǎn)中心的距離 )(米 )； G— 手臂運(yùn)動(dòng)件的重量 (公斤 )。流程如圖 4— 1 ,由圖可知對(duì)仿真實(shí)體的模擬加載與仿真分析 ,旨在對(duì)樣機(jī)的整體動(dòng)態(tài)性能和結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化 ,從而達(dá)到縮短物理樣機(jī)的實(shí)驗(yàn)時(shí)間 ,降低試驗(yàn)成本 ,加快研究進(jìn)程的目的。角 β 為小臂與大臂所在直線所成夾角 ,順時(shí)針為負(fù)逆時(shí)針為正。在工具欄中選擇“插入零部件”，如前操作打開(kāi)文件夾，繼續(xù)選擇零件大臂。除位置和速度變化曲線 ,還可以得到動(dòng)能、加速度、角速度和角加速度等變化曲線。趨勢(shì) .哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 ， 19