發(fā)布時間：2024-06-02 21:05

　　碼垛機器人是集機械、計算機控制、傳感技術(shù)、人工智能等多學科為一體的一種智能化裝備。它能集成在生產(chǎn)線上的任意段,實現(xiàn)產(chǎn)品的快速獲取、搬運、裝箱、堆垛、拆垛等作業(yè)。近幾年,我國工業(yè)機器人技術(shù)的開發(fā)和研究達到了一定水平,碼垛機器人技術(shù)也得到了快速的發(fā)展。碼垛機器人的作業(yè)任務(wù)主要是依靠機械臂協(xié)作完成,因此,機械臂的性能對整個碼垛機器人的工作性能有著非常重要的影響。目前機械臂設(shè)計主要依靠類比和經(jīng)驗的方法,經(jīng)常面對的一個問題是結(jié)構(gòu)笨重、材料富余量大,導致平臺承載能力不強。結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)因能在改善剛度、減輕重量的同時降低材料使用率,在機械臂結(jié)構(gòu)設(shè)計中具有較大的研究價值。本文以紙箱碼垛機器人為例,通過運動學仿真獲取機械臂在工作中的受力特征,使用有限元技術(shù)確定關(guān)鍵零部件的輕量化空間,采用拓撲優(yōu)化、多目標尺寸優(yōu)化技術(shù)實現(xiàn)關(guān)鍵零部件的輕量化。本文的主要研究內(nèi)容包括如下四部分:(1)建立碼垛機器人的三維模型,對其進行動力學仿真,獲取實際工作過程中的危險位置;(2)建立碼垛機器人有限元模型,對其進行靜動態(tài)特性分析,得到了碼垛機器人關(guān)鍵零部件大臂和小臂的輕量化空間,為結(jié)構(gòu)優(yōu)化奠定基礎(chǔ);(3)對碼垛機器人的大臂和小臂...

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 選題背景與研究意義
    1.2 課題來源
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 碼垛機器人研究現(xiàn)狀
        1.3.2 碼垛機器人結(jié)構(gòu)輕量化研究現(xiàn)狀
        1.3.3 拓撲優(yōu)化研究現(xiàn)狀
    1.4 研究內(nèi)容與方法
第2章 基于ADAMS的碼垛機器人動力學分析
    2.1 碼垛機器人基本結(jié)構(gòu)
    2.2 ADAMS軟件簡介
    2.3 建立機器人虛擬樣機
        2.3.1 模型簡化
        2.3.2 模型導入ADAMS
        2.3.3 約束與驅(qū)動
        2.3.4 模型運動極限位置的設(shè)定
    2.4 關(guān)鍵結(jié)構(gòu)動力學分析
        2.4.1 大臂動力學分析
        2.4.2 小臂動力學分析
    2.5 本章小結(jié)
第3章 碼垛機器人輕量化空間分析
    3.1 有限元基礎(chǔ)
    3.2 ANSYS軟件簡介
    3.3 有限元模型的建立
        3.3.1 定義材料屬性
        3.3.2 劃分網(wǎng)格
        3.3.3 邊界條件的設(shè)置
    3.4 靜態(tài)特性分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 碼垛機器人拓撲優(yōu)化研究
    4.1 Hyperworks拓撲優(yōu)化概述
    4.2 拓撲優(yōu)化空間分析
    4.3 拓撲優(yōu)化數(shù)學模型
    4.4 拓撲優(yōu)化分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 碼垛機械臂的多目標尺寸優(yōu)化
    5.1 尺寸優(yōu)化概述
    5.2 參數(shù)化建模
    5.3 靈敏度分析
    5.4 小臂多目標尺寸優(yōu)化
        5.4.1 小臂的DOE試驗設(shè)計
        5.4.2 小臂的響應(yīng)面擬合
        5.4.3 小臂的多目標優(yōu)化求解
    5.5 大臂的多目標尺寸優(yōu)化
        5.5.1 多目標優(yōu)化的數(shù)學模型
        5.5.2 多目標優(yōu)化求解
    5.6 大臂與小臂結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計結(jié)果分析與對比
    5.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝



本文編號：3987779