斜导面直线驱动码垛机器人结构设计及动力学性能研究

【摘要】机器人技术是融合机械学、电子科学、信息科学、控制工程、人工智能等多学科的高科技产物,是衡量一个国家装备制造水平的重要指标。码垛机器人作为工业机器人的一种,随着现代制造业及物流行业在我国的快速发展,得到了越来越广泛的应用,甚至在某些领域成为现代化生产线的核心设备,其工作性能的优劣直接制约生产线效率的提高。本文通过对目前市场上常用码垛机器人产品结构分析,从改进机器人关键受力结构入手,设计研制出一款经济、实用的新型混联码垛机器人样机,并研究提高和改善整机驱动系统性能。本文完成的主要工作如下：(1)针对码垛机器人的基本工况要求,参考某些成熟品牌产品,确定本课题码垛机器人设计的基本技术指标,并展开相关工作。首先针对其本体结构提出了新的结构设计方案,即在机器人的承载布局上采用斜导面的支承形式,起到优化机器人的受力结构,达到改善驱动性能的目的。然后通过对比分析论证,最终确定了码垛机器人的总体结构方案。(2)根据总体方案,并借鉴相关码垛机器人产品,确定此款码垛机器人各驱动部分的驱动方案及主要部件结构尺寸；通过计算初步对各驱动系统相关部件进行选型；运用三维软件Solidworks建立各零部件及整机的三维模型。(3)基于设计并构建的新型码垛机器人结构形式,选择与之相匹配的拉格朗日方法对其进行动力学分析,计算分析出各关节的驱动力(矩)；运用ADAMS软件,对码垛机器人三维模型进行了模拟实际工况条件下的动力学仿真分析,并与理论计算结果进行了比对,以相互验证。(4)完成工程图纸设计,并投入制造,研制出样机；结合现有试验条件对各驱动系统进行了相关性能测试,并对所得数据结果进行了分析,为将来进行一步设计、试验研究提供数据支持,同时也验证了本项目研究工作的意义。
【作者】牛金磊；
【导师】李锻能；
【作者基本信息】广东工业大学，机械工程，2014，硕士
【关键词】码垛机器人；结构设计；动力学；分析与仿真；性能试验；

【参考文献】
[1]田伟,范立娜,张星.唐代服饰图案及其文化内涵[J].饰.2007(03)
[2]徐波.RE/Yb~(3+)（RE=Tm~(3+)、Pr~(3+)、Eu~(2+)）共掺磷酸盐玻璃的近红外量子剪裁发光性能研究[D].宁波大学,通信与信息系统,2013,硕士.
[3]罗捷.我国农业上市公司经营绩效研究[D].山西财经大学,产业经济学,2014,硕士.
[4]郭顺.《韩诗外传》史料价值研究[D].吉林大学,史学理论及史学史,2013,硕士.
[5]赵霞.财务估价模型的比较分析与现实应用[D].东北财经大学,会计学,2003,硕士.
[6]李力.基于微波多层电路的可重构滤波技术[D].中北大学,电磁场与微波技术,2013,硕士.
[7]姜建国,周佳薇,周润生,王娟.一种采用改进细菌觅食优化算法的图像增强方法[J].控制与决策,2015,03:461-466.
[8]李颖.沈阳都市圈生成与发育的实证研究[D].东北财经大学,区域经济学,2003,硕士.
[9]丁伟.曲线箱梁桥温度效应研究[D].郑州大学,建筑与土木工程,2013,硕士.
[10]朱训壮.中国电视新闻直播的困境与思考[D].山东师范大学,新闻与传播（专业学位）,2013,硕士.
[11]姚玉碧.DP600板料冲压工艺的数值模拟及冲压成形历史对碰撞性能的影响[D].山东大学,材料加工工程,2013,硕士.
[12]程全平.多跨预应力混凝土连续刚构桥施工控制及剪力滞效应研究[D].重庆交通大学,建筑与土木工程,2012,硕士.
[13]聂小保.深圳市给水厂生产废水高效处理技术实验研究[D].西安建筑科技大学,市政工程,2004,硕士.
[14]王健.新型机翼状记忆合金装置治疗腰椎峡部裂的有限元分析[D].南方医科大学,骨外科学,2012,硕士.
[15]秦晨.抗日战争前后国共两党对工会的争夺与重构[D].中国政法大学,中外政治制度,2013,硕士.
[16]张雷,刘惠玲,张博.超声强化臭氧降解三元驱采油污水聚丙烯酰胺机制研究[J].化工学报.
[17]刘德民.侧风对自然通风湿式冷却塔性能影响的三维数值研究[D].北京交通大学,2015.
[18]傅深渊.环保型脲醛树脂胶及其在胶合板中的应用研究[D].浙江工业大学,化学工程,2004,硕士.
[19]卢博川.女性白色礼服的细节设计研究[D].苏州大学,艺术设计（专业学位）,2014,硕士.
[20]马文洪.基于模块化的阿拉善电业局生产MIS设计与实现[D].华北电力大学,电气工程（专业学位）,2012,硕士.
[21]葛圆圆.和胃通降汤治疗胃食管反流病临床疗效观察[D].北京中医药大学,中医内科学,2014,硕士.
[22]秦淼.候鸟客栈的创业构想[D].吉林大学,工商管理,2004,硕士.
[23]王磊.基于机器学习的企业实体间关系的抽取技术研究[D].东北大学,计算机应用技术,2009,硕士.
[24]潘海涵.浙江省高校实验室队伍建设对策研究[J].实验技术与管理,2014,04:9-11+15.
[25]封路明.论我国法官职业道德建设[D].河北经贸大学,法律,2014,硕士.
[26]陈萱.我国医学情报学硕士研究生就业现况及对策研究[D].济南大学,情报学,2012,硕士.
[27]粟艳林.酵母双杂交系统筛选人DND1相互作用蛋白[D].湖南师范大学,生理学,2014,硕士.
[28]于玉建.提高锂离子电池安全性能新型材料的合成及应用研究[D].郑州大学,有机化学,2013,硕士.
[29]牛晓薇.山东昌乐蓝宝石的LA-ICP-MS分析及环带研究[D].中国地质大学（北京）,宝石学,2014,硕士.
[30]曹宇.茯苓多糖的化学修饰与其抗氧化活性研究[D].天津科技大学,微生物与生化药学,2010,硕士.
[31]杨海红.特许经营中的反垄断问题研究[D].华东政法学院,法律,2004,硕士.
[32]解东.二层供应链协调机制研究[D].大连海事大学,交通运输规划与管理,2004,硕士.
[33]原嘉唯.《侨报》对中国国家形象的建构[D].辽宁大学,新闻学,2012,硕士.
[34]孙小青.雷竹笋主要有效成分分析及其活性研究[D].中南林业科技大学,生物化学与分子生物学,2014,硕士.
[35]卢永梅.工业建筑设计方案的AHP评价研究[D].山东大学,项目管理（专业学位）,2012,硕士.
[36]王洋.货币政策有效性的控制变量选择[D].复旦大学,政治经济学,2012,硕士.
[37]丁明,吴兴龙,陆巍,张征凯.含多个不对称光伏并网系统的配电网三相随机潮流计算[J].电力系统自动化,2012,16:47-52.
[38]王健,张晓媛.企业竞争力指标体系研究[J].山东社会科学,2014,11:135-140.
[39]李卓.20世纪90年代以来新散文研究[D].湖南师范大学,写作学,2013,硕士.
[40]王光衡.中国大豆进口价格的汇率传导效应分析[D].南京农业大学,国际商务,2013,硕士.
[41]张荣和.论《三国志注》之“嗜奇爱博”[D].曲阜师范大学,中国古代文学,2004,硕士.
[42]方贵阳.中小板上市公司自愿性信息披露与公司治理结构关系的实证研究[D].中原工学院,会计学,2012,硕士.
[43]刘永山,汤毅,陈雯柏,曾昭天.数据挖掘技术的研究[J].重庆工业高等专科学校学报,2003,02:40-42.
[44]王婧雯.留学生汉语交际文化词习得情况调查[D].南京大学,汉语国际教育（专业学位）,2013,硕士.
[45]黄桃源.急性时相反应标志物与凝血/纤溶系统标志物在慢性荨麻疹患者的相关性研究[D].广州医科大学,皮肤病与性病学（专业学位）,2014,硕士.
[46]吴加琪,李广都.数据仓库及数据挖掘技术在档案馆中的应用[J].湖北档案,2004,Z1:37-39.
[47]苏煜,山世光,陈熙霖,高文.基于全局和局部特征集成的人脸识别[J].软件学报,2010,08:1849-1862.
[48]刘芝亮.半滑舌鳎生长轴关键基因的重组表达及对生长与生殖的调控机制研究[D].上海海洋大学,水产养殖,2013,硕士.
[49]赵春燕.基于物联网技术的人体健康监测系统研究[D].河北工程大学,计算机应用技术,2012,硕士.
[50]谢娟.黄斑水肿的光学相干断层扫描分析[D].山西医科大学,眼科学,2002,硕士.