【導(dǎo)讀】在科技界，科學(xué)家會給每一個科技術(shù)語一個明確的定義，但機(jī)器人問世已有幾十年，機(jī)器人的定義仍然仁者見仁，智者見智，沒有一個統(tǒng)一的意見。原因之一是機(jī)器人還在。發(fā)展，新的機(jī)型，新的功能不斷涌現(xiàn)。機(jī)器人涉及到了人的概念，成為一個難以回答的。就像機(jī)器人一詞最早誕生于科幻小說之中一樣，人們對機(jī)器人充滿了幻想。也許正是由于機(jī)器人定義的模糊，才給了人們充分的想象和創(chuàng)造空間。用于相關(guān)自動化系統(tǒng)中。器人則自動重復(fù)進(jìn)行作業(yè)。感覺控制型機(jī)器人：利用傳感器獲取的信息控制機(jī)器人的動作。的經(jīng)驗(yàn)用于工作中。是一種具有高度靈活性的自動化機(jī)器”。的成就，是當(dāng)代最高意義上的自動化”。機(jī)器人技術(shù)綜合了多學(xué)科的發(fā)展成果，代表了。高技術(shù)的發(fā)展前沿，

　　

【正文】 hP :高副個數(shù) 機(jī)構(gòu)有確定的運(yùn)動，其自由度必須等于原動件數(shù)。因此機(jī)器人操作臂具有兩個原動件，一個為舉升液壓缸，另一個為旋轉(zhuǎn)液壓缸。 操作臂死點(diǎn)分析 管道清灰機(jī)器人操作臂機(jī)構(gòu)簡圖如圖 5所示。已知各桿長，當(dāng)轉(zhuǎn)斗油缸伸縮量為一定值時，舉升油缸伸縮時，大臂為主動桿，分析此時六連桿的運(yùn)動特性。設(shè) KA 為 x 軸，由 K 指向 A為正向，將矢量閉鏈 AKFBA 和閉鏈 AKEDCBA 向 x、 y軸投影，得： 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 0c o sc o sc o s 32 ???? AKBABFKF ??? 0s i ns i ns i n 32 ??? ??? BABFKF 0c o s)c o s (c o sc o s)c o s ( 322541 ???????? ABBACBDCEDKE ??????? 0s i n)s i n (s i ns i n)s i n ( 322541 ???????? ABBACBDCEDKE ??????? 其中輸入角 ? 為一級坐標(biāo)， 2? 、 3? 、 4? 、 5? 為二級坐標(biāo)，由上式可求得矩陣表達(dá)式： .11.5.4.3.254322543223232)c o s ()s i n (c o ss i nc o sc o sc o s)c o s (s i ns i ns i n)s i n (00c o sc o s00s i ns i n???????????????????????????????????????????????????????????????????????KEKEKFKFDCEDBACBDCEDBACBBABFBABF 用 A 表示與速度矩陣相對應(yīng)的系數(shù)行列式，其值為 ： 21543254322543223232s i ns i n)s i n ()s i n (c o sc o sc o s)c o s (s i ns i ns i n)s i n (00c o sc o s00s i ns i n????????????????????BABFBABFDCEDBACBDCEDBACBBABFBABFA????????????????????? 其中 1? 、 2? 分別為閉鏈 AKFBA 和閉鏈 AKEDCBA 的傳動角。 若速度方程有解，剛 0?A ；若速度方程無解，剛 0?A ，即 )sin( 32 ?? ? 或)sin( 54 ?? ? ，也就是 32 ?? ? 或 54 ?? ? ， ,02?? 兩閉鏈的傳動角分別為零。該位置正是六桿機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)，如圖所示。由于轉(zhuǎn)斗油缸和舉升油缸不能作整周回轉(zhuǎn)運(yùn)動，不存在當(dāng)?18032 ???? ，或 ?18054 ???? 時的死點(diǎn)位置。 為避免死點(diǎn)的出現(xiàn)，設(shè)計(jì)操作臂時，應(yīng)使各桿長滿足下列條件： 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 AFBFABDFCFCDCECDDECFCDDEEF????????????m in000 可避免死點(diǎn)和運(yùn)動不確定情況的 出現(xiàn)。 機(jī)構(gòu)死點(diǎn)位置 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 4. 管道機(jī)器人運(yùn)動機(jī)構(gòu)仿真 鏟斗鏟灰 液壓裝置 1來控制鏟斗的旋轉(zhuǎn)，主機(jī)通過分析計(jì)算來控制該液壓裝置的伸縮量，機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，在不會出現(xiàn)死點(diǎn)位置時，機(jī)構(gòu)有兩個擺動極限位置：分別如下圖所示 （ 1）機(jī)構(gòu)運(yùn)動定義如下 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 當(dāng)收縮量最大是： 當(dāng)拉伸量最大是： 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 鏟斗舉升 液壓裝置 2來實(shí)現(xiàn)鏟斗舉升，主機(jī)通過分析計(jì)算來控制該液壓裝置的伸縮量，機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，在不會出現(xiàn)死點(diǎn)位置時，機(jī)構(gòu)有兩個擺動極限位置： 分別如下圖所示 最底點(diǎn)：鏟斗開始鏟灰 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 最高點(diǎn)：機(jī)器人移動，將灰鏟走 鏟斗旋轉(zhuǎn) 中間連接裝置采用軸承連接，通過液壓馬達(dá)來實(shí)現(xiàn)軸的轉(zhuǎn)動，這樣機(jī)構(gòu)可以減小左右抖動，防止?fàn)t灰抖落。可完成 360旋轉(zhuǎn)，保證完全清理爐灰。 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 結(jié) 論 根據(jù)管道清灰技術(shù)要求，提出采用履帶式管道清灰機(jī)器人設(shè)計(jì)方案，操作臂選用正轉(zhuǎn)六連桿機(jī)構(gòu)。分析了鏟斗轉(zhuǎn)角差和卸載角，給出鏟斗最佳鏟掘位置和卸載位置，分析了該機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置，提出避免死點(diǎn)的方法。從機(jī)構(gòu)學(xué)的角度說明管道清灰機(jī)器人結(jié)構(gòu)的合理性。為機(jī)器人的下一步研究提供了堅(jiān)實(shí) 的基礎(chǔ)。 在充分了解國內(nèi)外管道機(jī)器人現(xiàn)狀的后，提出采用履帶示管道機(jī)器人的設(shè)計(jì)方案。該機(jī)器人主要有操作臂和移動機(jī)構(gòu)組成。操作臂主要由鏟斗、動臂、旋轉(zhuǎn)前臂、旋轉(zhuǎn)臂、轉(zhuǎn)斗油缸及舉升油缸等組成，操作臂具有 2個自由度。行走機(jī)構(gòu)由三個呈 120 度的履帶輪組成，與管壁底部接觸的兩個呈 120度 的履帶為固定履帶，與管壁頂部接觸的履帶為可伸縮式的。采用這種移動裝置可使機(jī)器人在管道內(nèi)的砂狀灰上行走增加穩(wěn)定性和附著力，防止機(jī)器人陷在灰內(nèi)或打滑無法前進(jìn)。 采用當(dāng)前應(yīng)用廣泛的三維參數(shù)化造型軟件 Pro/E，完成了基于特征的參數(shù)化管 道清灰機(jī)器人結(jié)構(gòu)建模，建立了虛擬樣機(jī)，真實(shí)地表達(dá)了管道清灰機(jī)器人的物理樣機(jī)，為機(jī)器人的后續(xù)研究如運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)、控制等的研究奠定了基礎(chǔ)。 對管道清灰機(jī)器人虛擬樣機(jī)的運(yùn)動約束進(jìn)行了分析并做出了仿真動畫。 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 致 謝 本文是在導(dǎo)師劉曉琴的精心指導(dǎo)、反復(fù)修改下完成的。三個多月以來，導(dǎo)師在學(xué)習(xí)上對我嚴(yán)格要求，熱情鼓勵并給了我耐心細(xì)致的指 導(dǎo)。導(dǎo)師待人熱情，學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)，思想活躍，知識淵博。她 對我的論文提出了許多寶貴的建議和意見，使我澄清了不少模糊的概念和認(rèn)識。沒有導(dǎo)師平時的嚴(yán)格要求和悉心教誨 ，本文是不可能順利完成的；而且導(dǎo)師開闊的視野、敏銳的洞察力、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)風(fēng)范使我終生受益；她兢兢業(yè)業(yè)、不辭勞苦的工作態(tài)度，誠實(shí)做人的人生觀使我敬佩。她嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和高尚的人格必將對我以后的學(xué)習(xí)和工作產(chǎn)生非常積極的影響。在此謹(jǐn)向劉老師表示誠摯的感謝和崇高的敬意！ 此外還要衷心感謝周圍同學(xué)的友好合作與對本人的熱情幫助！ 衷心感謝所有在學(xué)習(xí)上，生活中對我友情幫助和大力支持的老師和同學(xué)！ 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 36 參考文獻(xiàn) [1]林尚揚(yáng)，陳善本等，焊接機(jī)器人及其應(yīng)用 [M].機(jī)械工業(yè)出版社， 2021, 7 [2]吳宗澤，羅圣國等，機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊 [M].3 版 ， 北京教育出版社， 2021， 5 [3]沈?yàn)槊竦?，水冷臂清掃監(jiān)測爬壁機(jī)器人 [J]，機(jī)器人， (375378) [4]林清安，著， Pro/ENGINEER 零件設(shè)計(jì) (基礎(chǔ)篇，高級篇 )[明 ]，北京大學(xué)出版社， 2021, 4 [5]王詩麗，龔光輝， Pro/E 與 AutoCAD 在機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的功能比較 [LJ] , 機(jī)械與電子， 2021, 2 [6]龔振邦汪勤息陳振華錢晉武 編著，機(jī)器人機(jī)械設(shè)計(jì) [M]，電子工業(yè)出版社， 1995， 11 [7]濮良貴，紀(jì)名剛等，機(jī)械設(shè)計(jì) [M].8 版，高等教育出版社， 2021， 5