码垛机器人结构的分析与研究

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1、．ＴＰ、２４么开：分类号：密级ＵＤＣ单位代码１０１４２：：化復又寺少、驾硕壬学位论文码煤机器人结构的分析与研究．、＇ＶＩＶ：、．藤２０１３０６１学号：作者：李科燃学位类别；工程硕±领域：机械工程论文类型：研究论文２０１６年３月２日沈阳工业大学硕士学位论文码垛机器人结构的分析与研究AnalysisandResearchofPalletizingRobotStructure作者：李科燃单位：机械工程学院指导教师：张禹教授单位：沈阳工业大学协助指导教师：张亮高级工程师单位：北方重

2、工集团刘慧芳讲师单位：沈阳工业大学论文答辩日期：2016年2月28日学位授予单位：沈阳工业大学ｔ％独创性说明本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究王。作及取得的研究成果尽我所知，除了文中特别加标注和致谢的地方夕ｈ论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得一沈阳工业大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。．々日期．签名：葦斜１培：２＂化Ｖ关于学位论文使用授权的说明本学位论文作者和指导教师完全了解沈阳工业大学有关保留、使

3、用目学位论文的规定，Ｐ；学校有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权沈阳工业大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流，可采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。（保密的论文在解密后应遵循此规定）八、－签名；ｉ；；奉斜聲导师签名；日期沈阳工业大学硕士学位论文摘要如今，随着人口老龄化加重以及人们的知识水平提高，像码垛这样的体力劳动已经越来越少的人关注，加之，工厂中现代化设备比重加大，要求码垛的速度要适应生产的需要，以提高生产效率节约生产成本，所以码垛机器人用于工厂企业作业，不

4、但可以提高效率，而且还可以节约厂区空间。对于日本、欧洲、美国等工业发达国家，机器人的研究已经具有很高的水平，我国虽然起点较早，但是由于受限于当时的社会环境以及人才的匮乏，一直没有取得突破性的进展，直到上个世纪90年代，才逐渐取得政府支持，研究学者也逐渐增多，所以发展水平还不高。但是，中国作为世界制造大国，对于现代化产业生产至关重要，所以研究码垛机器人，提高其生产性能具有重要的意义。本文设计了四自由度码垛机器人，分析其特点。主要对其运动学、动力学进行了分析，并进行了相应的仿真，研究了码垛机器人的速度、加速度、力矩等性能要求。本文主要从以下几个方面进行研究：首先，通过对码垛机器人的结

5、构模型的设计，研究了各个关节、机构的作用，然后根据码垛机器人的参数要求，对机器人的传动机构选择，对几种电机以及减速机的性能进行了分析，并根据本文设计要求，对电机以及减速器进行了选择。从机器人的运动学正解、运动学逆解及雅可比矩阵的求解对码垛机器运动学进行了分析，并对码垛机器人的运动空间进行了分析及其仿真，通过MATLAB中的Robotictoolbox工具箱对码垛机器人的运动学进行了仿真。利用建立牛顿-欧拉方程的方法，对码垛机器人动力学进行了仿真，给出了机器人的速度、加速度以及各机构力矩表达式，并根据参数要求，计算出各个机构的力矩。采用有限元法对码操机器人关键零部件进行瞬态动力学和

6、静力学分析,校核关键零部件的强度与刚度,是否符合安全性。码垛机器人工作性能同自身机械构造、灵活程度、活动范围等有着重要关联，整体质量较大,将会给其活动范围及灵活程度带来不良影响。现阶段，相关领域应用较为广泛的码垛机器人大部分包含有2个并联平行四边形结构，该结构能够替代传统的腕部电机，不仅能够减少控制关节数目，此外还能获得良好的平衡效果，可是其前后大臂及小臂含有的四边形结构不利于末端执行机构活动范围的扩展；此外四连杆机构使得其自身构造较为复杂，不利于整体灵活性的提升，如此也会降低运行效率。关键词：码垛机器人，运动学，动力学IAbstractAtpresent,withtheagin

7、gofthepopulationandtheimprovingofperson’sknowledgelevel,manuallaborsuchaspalletizinghasbecomelessandlessattention.Inaddition,withtheincreasingoftheproportionformodernequipmentinfactory,thestackingvelocityrequirestomeettheproducingvelocitysoth