四自由度關(guān)節(jié)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)仿真研究.pdf

1、隨著工業(yè)自動(dòng)化水平的提高，越來越多的工業(yè)生產(chǎn)線采用機(jī)械臂代替工人進(jìn)行作業(yè)。其中關(guān)節(jié)機(jī)械臂因其結(jié)構(gòu)緊湊、靈活性大、占地面積小、工作空間大等優(yōu)點(diǎn)而得到了廣泛應(yīng)用。以汽車變速箱齒輪加工生產(chǎn)線中的零件傳送環(huán)節(jié)為例，本文設(shè)計(jì)了一臺(tái)應(yīng)用于該生產(chǎn)線負(fù)責(zé)搬運(yùn)齒輪至多個(gè)工位完成加工的四自由度關(guān)節(jié)機(jī)械臂并對(duì)其進(jìn)行研究。
　　首先，對(duì)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)進(jìn)行了研究。利用D-H法建立四自由度機(jī)械臂數(shù)學(xué)模型，推導(dǎo)出了正運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，并進(jìn)行了逆運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。利用Matl

2、ab中的Robotics Toolbox建立了機(jī)械臂三維模型，驗(yàn)證了運(yùn)動(dòng)學(xué)正、逆解的正確性。采用蒙特卡洛法得到了由隨機(jī)點(diǎn)構(gòu)成的機(jī)械臂工作空間點(diǎn)云圖及其各截面圖，并從截面圖上判斷工作空間是否存在空洞與空腔，進(jìn)而驗(yàn)證了該機(jī)械臂幾何參數(shù)設(shè)計(jì)滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的要求。利用雅克比矩陣求解出了最小條件數(shù)，得出該機(jī)械臂在工作空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)靈活性良好。
　　其次，介紹了研究動(dòng)力學(xué)的幾種方法，選用拉格朗日法建立機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)方程，并求解了勢(shì)能及動(dòng)能。在Pro/