新型可控變胞式碼垛機器人機構(gòu)設(shè)計與分析.pdf

1、可控機構(gòu)和變胞機構(gòu)是近年現(xiàn)代機構(gòu)學(xué)領(lǐng)域提出的重要概念,將兩者結(jié)合應(yīng)用于工程中,生成面向任務(wù)的可控變胞機構(gòu),既具有可控機構(gòu)可調(diào)可控、輸出柔性、機電耦合的功能,又具有變胞機構(gòu)多功能階段變化、多拓撲結(jié)構(gòu)變化、多自由度變化等特征。在機器人、包裝行業(yè)、航空航天、機械制造、工程機械等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。本文將變胞機構(gòu)與自動化生產(chǎn)線中的碼垛機器人結(jié)合,產(chǎn)生一種新型可控變胞式碼垛機器人機構(gòu),并對其相關(guān)設(shè)計基礎(chǔ)理論進行研究,為此類新型機構(gòu)的性能設(shè)計及

2、其在工程中的應(yīng)用提供理論參考。
　　結(jié)合變胞機構(gòu)和可控機構(gòu)的特征,將四桿機構(gòu)和五桿機構(gòu)結(jié)合于同一實體,應(yīng)用于碼垛機器人,產(chǎn)生新型可控變胞式碼垛機器人機構(gòu)。建立該機構(gòu)幾何模型,并完成能夠使該機構(gòu)實現(xiàn)變胞過程關(guān)鍵的控制裝置的設(shè)計。
　　利用鄰接矩陣分析機構(gòu)變胞過程的拓撲結(jié)構(gòu),得到機構(gòu)構(gòu)態(tài)變化時的拓撲結(jié)構(gòu)簡圖。根據(jù)矢量封閉回路法建立機構(gòu)的位移方程,進一步求一階導(dǎo)數(shù)和二階導(dǎo)數(shù)得到機構(gòu)的速度和加速度方程,對所得到的速度方程和加速度方程

3、進行求解,并進行數(shù)值仿真,得到機構(gòu)輸出端在給定輸入情況下的速度、加速度時域曲線,通過時域曲線分析機構(gòu)的運動特征,找出機構(gòu)構(gòu)態(tài)變化時發(fā)生沖擊的時間位置;將勻速和加速兩種輸入狀態(tài)的比較,得知減小機構(gòu)沖擊的方法是盡量減小機構(gòu)在碰撞瞬時的速度或者讓機構(gòu)在碰撞瞬時等速。根據(jù)所得的速度方程,得出機構(gòu)的速度雅克比矩陣,利用該矩陣分析機構(gòu)的奇異性,找出機構(gòu)可能存在的奇異位置,并在考慮機構(gòu)奇異性的前提下對機構(gòu)的工作空間進行仿真。
　　對新型可控變胞