新型码垛机器人的结构设计与运动学分析.pdf

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1、第6期组合机床与自动化加工技术No．62015年6月ModularMachineTool＆AutomaticManufacturingTechniqueJun．2015文章编号：1001—2265(2015)06—0039-03DOI．10．13462／j．cnki．mmtamt．2015．06．011新型码垛机器人的结构设计与运动学分析吕应柱，郭瑞峰，黄金荣(西安建筑科技大学机电学院，西安710055)摘要：针对物流行业的搬运码放作业，文章设计了一种新型机器人机械结构，可使机器人码放货物更加准确、平稳，同时能够使机械臂实现轻量化，

2、在同等条件下承载能力更强，提高了整机稳定性；运用解析几何法对该机器人的机构进行了详尽的运动学分析，给出了运动学正解方程，对空间位姿确定及后续的轨迹规划具有重要意义；运用SolidWorks及ADAMS对机器人进行了三维建模、运动轨迹规划和仿真分析，得到的曲线验证了数学推导的正确性，对后续机器人的控制系统设计意义重大。关键词：码垛机器人；结构设计；运动学分析；ADAMS仿真曲线中图分类号：TH123；TG506文献标识码：AStructureDesignandKinematicsAnalysisofNewTypeofPalletizi

3、ngRobotLVYing-zhu，GUORui-feng，HUANGJin-rong(SchoolofMechanical，Electrical＆Engineering，Xi’anUniversityofArchitecture&Technology，Xi’an710055，China)Abstract：Forhandlingandpackingoperationsofthelc’gisticsindustry，anewrobotmechanicalstructureisdesignedandtherobotcanpackgood

4、smoreaccurately，smoothly，andcanachievelightweightarms．Inthesamecondition，greatercarryingcapacityisgotanditimprovesthemachinestability．Makingadetaileda-nalysisoftherobotkinematicsagenciesusingtheanalyticalgeometrymethod，andthekinematicsequationsaregiventodeterminethespa

5、cepositionandtrajectoryplanning．Makingthemodelingandmotionsimula-tionanalysis，usingSolidWorksandADAMS，andthecurveprovesthecorrectnessofthemathematicalderi—vation，anditissignificantforthecontrolsystemdesignoftherobot．Keywords：palletizingrobot；structuredesign；kinematicsa

6、nalysis；ADAMSsimulationcurve0引言曲线，对进一步提高机器人综合性能具有重要意义。近年物流行业飞速发展，自动化程度不断提高，而1码垛机器人的功能原理设计与尺寸综合物料搬运效率低下，难以满足生产的需求，因此，码垛1．1机器人机构类型的确定机器人应运而生。码垛机器人是集机械、电子、信息、本文设计的码垛机器人机构简图如图1所示，搬智能技术、计算机科学等学科于一体的高新机电产运一定尺寸的物流箱、具有固定形状的工业块状产品J，其在生产生活中的应用非常广泛。品等，用末端执行器来夹住物流箱，进而通过主臂、码垛机器人结构多

7、种多样(如FANUC、ABB系列前臂，后臂以及底座部的特殊四边形机构配合来搬等)，目前日本、德国、美国等发达国家的研究已取得运物流箱到一定位置，此过程中要求抓取精确，起落一定成果，我国在这方面的研究起步不久，还需加快研旋转平稳，对于这种工业需求，我们选择关节式结构究步伐。本文针对物流行业现状，对本体机械功能原形式，其无论在作业空间广度方面，还是在实现复杂理进行了创新，设计了一种新型码垛机器人。该结构的位移轨迹和姿态控制方面，都优于其它结构形式中两个驱动装置分置机架上(图1中A、处)，整机重的机器人。搬运过程需要机器人的腕部始终水平，

8、心下移，搬运性能更加灵活优越，本文对其运动学特性我们选择两个平行四边形机构和一个三运动副杆组进行了详尽分析，得到一种简化的正运动学方程，并运机构来实现此动作。用ADAMS对机器人进行了运动轨迹仿真，得到相关收稿日期：2014—09—2