全固定電機驅動的SCARA機器人的研究.pdf

1、隨著工業(yè)自動化的發(fā)展，工業(yè)機器人的應用也越發(fā)廣泛。針對某些中、小型企業(yè)需要一種價格在2萬元以內的小型搬運機器人的需求，本文設計了一種全固定電機驅動的SCARA機器人，其結構與傳統(tǒng)SCARA機器人不同，它所有的驅動電機安裝在基座內，采用套軸和同步帶的傳動方式傳遞運動，機械手末端采用氣缸和吸盤完成對工件的取放，其價格便宜且工作穩(wěn)定可靠，適用于一般精度的平面運動的搬運作業(yè)。
　　因此全固定電機驅動的SCARA機器人的研究十分具有工程應用

2、價值。本文主要對全固定電機驅動的SCARA機器人進行理論分析和機械結構設計，主要內容如下：
　　建立SCARA機器人的簡單模型，采用齊次變換矩陣和代數(shù)法分別對SCARA機器人的運動學正、反解進行詳細推導，并通過SolidWorks Motion對SCARA機器人進行運動學仿真，其結果驗證了運動學反解的正確性，為控制系統(tǒng)的軟件開發(fā)奠定基礎。
　　采用Lagrange法推導SCARA機器人的動力學方程，并通過數(shù)值算例計算出關節(jié)的

3、驅動力矩，并通過SolidWorks Motion對SCARA機器人進行動力學仿真，得到關節(jié)的驅動力矩。對比結果表明，SCARA機器人動力學理論分析的正確性，另一方面為樣機的電機選型、關節(jié)材料選擇和套軸結構設計等提供理論支持。
　　通過ANSYS Workbench對SCARA機器人的小臂、大臂、套軸和整機結構進行靜力學分析，結果表明它們達到機械強度和剛度要求。并對可能產(chǎn)生共振的小臂結構進行模態(tài)分析，其結果表明小臂的固有頻率遠大于

4、共振頻率，不會產(chǎn)生共振，滿足設計要求。
　　對SACRA機器人機械部分進行設計，根據(jù)基本技術參數(shù)，確定其傳動方案，對步進電機、同步帶、氣缸、吸盤和真空發(fā)生器等主要標準件進行選型，并對大臂套軸和小臂套軸結構與布局進行詳細設計。最終完成了可用于實際作業(yè)的SACRA機器人樣機。
　　對SCARA機器人物理樣機進行實驗研究，首先搭建樣機實驗平臺，然后檢測樣機的主要技術參數(shù)指標，其結果達到設計要求，最后對物理樣機的搬運作業(yè)進行實驗研究