三自由度机械手的仿真研究

分析介绍了机械手的结构组成及工作原理,利用D-H法对机械手的运动特性进行了数学分析,基于SolidWorks建立机械手的三维模型,并将其导入ADAMS之中模拟各个关节在极限速度下的工作状况,得到了各零部件的运动特性参数曲线并分析其运动规律。介绍了利用ADAMS求解机械手运动学逆解的方法在此基础上联合MATLAB对机械手的跟踪性能进行仿真研究,结果表明机械手具有良好的跟踪特性,仿真的结果为机构的优化设计和样机制造提供了参考。     

基于ADAMS的齿轮热模锻机械手设计及仿真

目前国内齿轮热模锻行业普遍还是采用人工作业,不仅劳动强度大不安全,而且生产效率低.针对这一现状,提出了基于虚拟样机技术的机械手设计思想和总体设计方案,并利用三维设计软件Pro/E进行了机械手零部件的设计.在此基础上,利用动力学仿真软件ADAMS2007对机械手进行了虚拟样机仿真,验证机械手设计的合理性.     

螺柱焊零件上料机械手结构设计与分析

某型车体螺柱焊工艺生产中需大量使用已装配的专用螺柱焊零件,目前主要由人工进行筛选、上料和装配,装配效率低、出错率高、人工劳动强度大,为此设计了一款用于螺柱焊零件自动化装配系统的上料机械手。基于装配系统结构与最优上料路径,对上料机械手进行了结构设计,基于虚拟样机技术构建了零部件三维模型。同时,利用ANSYS分析软件对关键承载零部件进行了有限元分析,获得其静力学变形结果和应变情况,并对整体结构进行了模态分析,获得其前6阶固有频率和模态振型。仿真结果表明,机械手具有良好的结构稳定性和强度、刚度性能,可应用于螺柱焊零件的平稳上料,为后续的工程应用样机研制奠定了基础。     

六面顶压机狭小空间自动上料机械手设计

为了解决六面顶压机上料空间狭窄、上料环境复杂导致的上料困难的难题,设计一种平面操作机械手完成六面顶压机的上料作业。基于D-H参数法建立了机械手的运动学模型并求得了运动学方程的正解,验证了运动学模型的正确性;利用几何法求得了机械手运动学方程的逆解,为机械手运动控制提供了理论基础。使用Solidworks建立了机械手的虚拟样机模型并对其进行了运动仿真,仿真结果验证了机械手连杆参数设计的合理性。制作了物理样机并在六面顶压机上进行了实验,实验结果进一步证明了机械手的结构设计是合理的。     

码垛机械手结构轻量化设计

针对码垛机械手跨度大、惯性大的问题,研究机械手结构轻量化设计方法。利用ANSYS有限元分析软件对机械手结构强度和刚度进行分析,在保证使用要求的前提下,对结构进行优化,减少结构质量,降低动态负荷,使机械手的运动更加灵活。设计采用先对关键零部件的有限元模型进行分析,再根据分析结果改进零部件设计的思路来进行。     

基于Pro/M的机械手横梁组件的有限元分析

利用Pro/E软件对机械手横梁组件各个部分建模并装配。在此基础之上利用Pro/E自带的分析软件Pro/M对横梁进行了有限元分析,得出了横梁各个零部件的位移和应力,为设计提供了有价值的数据,也为以后的优化设计、疲劳强度的分析提供了参考价值。     

一种碳纤维气瓶自动安装工装杆机械手的设计与研究

针对目前碳纤维气瓶缠绕生产线人工对气瓶安装拧紧工装杆的现状,设计了一种自动安装气瓶工装杆的机械手,采用Creo软件对机械手装置进行了结构设计,并在Ansys workbench软件中对机械手关键零部件进行了有限元分析,通过对机械手各梁、支撑柱的有限元分析优化减轻了机械手的重量,并通过对末端执行器的有限元分析确定了其结构设计的合理性。在Adams软件中对机械手进行了运动仿真分析,分析结果表明机械手在搬运和安装气瓶工装杆时,运动曲线满足实际生产要求。     

基于ANSYSWorkbench的搬运机械手结构优化设计

分别利用Pro／E和ANSYSWorkbench软件对搬运机械手进行三维实体建模与动静态特性分析,并通过形状优化分析设计对比了2种截面结构优化方案,确定使用空心方形截面结构。不仅提高了机械手的低阶固有频率,避免了共振的产生,还提高了机械手的刚度和强度,为结构的改进提供了可靠的参考依据。     

基于ADAMS的夹持机械手虚拟设计及其结构优化

提出了一种可以精确控制的夹持机械手新结构,并分析了机械手手爪部分的多杆机构各杆件参数与夹持工件半径的关系。在此基础上,着重借助虚拟样机技术软件adams建立了机械手手爪部分多杆机构的参数化模型,并利用adams中的DS(设计研究)、DOE(实验设计),对其进行了分析和优化设计。     

两自由度并联机械手的参数化设计与研究

以两自由度并联机械手为研究对象,运用ADAMS软件建立虚拟样机模型并仿真,并采用并联机械手设备对模型进行验证。以主动臂最大转角范围为优化目标,对并联机械手的虚拟样机的主动臂臂长、从动臂臂长、位置偏置距离进行参数化设计和优化设计。     

一体式推床滚轮总成结构分析

文中对一体式推床滚轮总成的结构进行了分析,以滚轮总成的结构出发分析了滚轮总成的设计,充分考虑了结构设计的可靠性、对实际工况的适应性,以及现场可维护性。重点分析了结构设计的可靠性,通过有限元数值分析方法,计算了滚轮总成主要受力部件在最恶劣工况下的应力状态,得出了主要受力部件结构强度完全满足最恶劣工况下力学要求的结论。     

轻型机械臂的轻量化结构设计优化方法

在轮式移动机器人基础上,开发移动机械臂,设计了一种轻型五自由度机械臂,建立了三维实体模型,以减轻机械臂自身质量为目标,对关键构件进行了减重孔方案设计和结构优化,利用有限元方法计算得到了在不同载荷下不同方案的应力应变规律、模态与振型,对比分析了不同减重方案的优劣性,给出了最优减重方案,为机械臂结构设计提供了理论依据。     

近恒力输出的锻造操作机夹持装置研究

为充分发挥锻造操作机的夹持能力,有效分析操作机夹持装置的结构特点,通过研究操作机夹持轴类零件和饼环类零件的典型应用工况,分析钳口销轴中心距对操作机所需夹持力的影响和操作机夹持装置应满足的条件,明确了操作机夹持装置近恒力输出的必要性。综合考虑夹持装置对操作机其他部件的影响,确定了夹持装置的整体结构。根据夹持装置的结构特点,研究夹持装置的传力比,分析夹持装置的关键参数和确定方法,阐述近恒力输出夹持装置的设计思路。根据近恒力输出夹持装置的研究思路,理论计算300 kN和600 kN操作机的近恒力夹持机构,对原机构和近恒力输出机构进行比较分析,确定了研究成果的可行性,为锻造操作机夹持装置的结构设计和理论研究提供了条件。     

圆锥破碎机腔形研究

为开发圆锥破碎机新型层压曲线腔形,基于分层破碎,提出固定质量原则,引入工态啮角,并成功应用于圆锥破碎机腔形的开发研究。基于固定质量原则和工态啮角,建立了圆锥破碎机曲线腔形设计模型,提出了曲线腔形设计新方法,建立了圆锥破碎机曲线腔形多目标优化设计模型,为自主研制开发新型、高效、节能的现代高能圆锥破碎机奠定理论基础。研究成果已应用于破碎机生产厂家,研制了相应物理样机,经物理样机实验验证了腔形优化设计模型的可行性和可靠性。
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可变胞并联机械臂样机的研制与误差分析

提出了一种通过驱动副锁定组合实现变胞的超冗余并联机械臂,其基础构型是3-PUPS并联机构,对机械臂进行了误差建模与分析,并通过标定系统测量了机械臂实验样机的定位误差。首先,提出了通过对3-PUPS机构各驱动副的组合锁定实现机械臂变胞的设计思路,从而使机械臂可以根据任务需求改变自身构型和性能;然后,采用含误差源的闭环矢量回路法,建立了机械臂3-PUPS机构的误差传递模型,并以此为基础,分析了机械臂的各误差源对其运动平台输出误差的影响规律;接着,根据各误差源对机械臂的输出误差影响程度,确定了各主要运动副配合零件的加工精度等级及公差,在此基础上研制出机械臂的实验样机;最后,采用一套高精度的工业机器人标定系统对机械臂的实验样机进行了定位误差测量,实验表明:机械臂的运动平台的位置误差均在0.005~0.038mm之间,姿态误差均在0.010~0.044°之间,位置误差比通用式工业机器人的位置重复定位精度0.05mm略有提高,姿态误差与通用式工业机器人的姿态重复定位精度0.045°相当。     

双支链六自由度并联机构尺度设计与性能分析

提出了一种新型六自由度并联机构,该机构由两条运动支链组成,每条支链各包含一个主动球副。与常规六自由度并联机构相比,支链数目的减少可有效增大机构工作空间。基于封闭矢量法求得所提机构的运动学位置逆解,在此基础上分析了机构输入与输出的速度映射关系,建立了机构雅可比矩阵。以工作空间和全域灵巧度为性能评价指标,借助性能图谱法完成了机构尺度设计,基于该尺度参数,对特定工作姿态下的工作空间、灵巧度、承载性能及刚度性能进行了全面研究。最后,搭建了3D打印样机,并对其典型应用场景进行了分析。     

基于ADAMS的一种新型六自由度并联机构的参数分析与仿真

通过ADAMS虚拟样机的试验和测试,可以在研究机构性能的同时发现设计中存在的问题并提出改进方法.为了充分阐述3-PRPS并联机构的运动学本质特性,利用线几何的有效方法对机构模型运动学进行了分析,求解了逆运动学关系,并应用ADAMS软件进行运动学仿真分析.其中通过定义已经建立的实体模型参数变量,合理规划选取动平台的运动轨...     

混凝土搅拌车搅拌叶片优化设计

混凝土搅拌车叶片是实现搅拌筒功能的主体结构,具有搅拌和出料功能。在分析搅拌叶片总体结构的基础上,介绍了前锥、圆柱段、后锥各部螺旋叶片的设计特点及设计方法,提出了新的改进措施,并运用Pro/E软件建立螺旋叶片三维模型,进行有限元分析。改善了叶片结构性能,提高了使用寿命和工作效率,为搅拌叶片的结构改进设计提供了参考依据。     

基于ADAMS的重载操作机的动力学仿真

通过对锻造操作机工作原理的分析,基于虚拟样机技术,在ADAMS软件中建立了重载操作机整机系统的虚拟样机,对操作机进行动力学仿真分析,得出典型工况下操作机的受力情况曲线.考虑了驱动力大小、大惯量构件、柔性体构件以及附加倾覆力矩等因素对操作机性能的影响,为设计操作机的结构设计提供了理论及数据依据.     

高速并联机械手的静动态特性预估与优化设计

借助ANSYS参数化设计语言（APDL），构造了一种2平动自由度的高速并联机械手的有限元模型，侧重研究了几种不同铰链的精确建模方法，以及机构处于不同位形时的有限元模型快速重构技术，分析了机械手的静、动态特性，在此基础上进行了结构优化设计，提高了机械手的静、动态特性，并成功应用于产品化样机。