自动投本机械臂的设计与仿真

发布时间：2023-02-09 18:00

　　机械臂自动化生产促进了各行各业由传统的手工作业变成了机械自动化作业,机械臂技术的运用减轻了工人的劳动强度,提高了工作效率以及企业的核心竞争力。印刷厂的投本工作需要人工进行投放书芯,高频率的投本容易使操作人员产生疲劳,出现投本反向、书芯错位等失误,并造成纸张的浪费。本文针对印刷厂的投本作业问题,为了满足厂家的特定需求,研究设计出一款自动投本机械臂。根据机械臂的实际应用环境、设计要求、组成及分类,确定了整个自动投本机械臂是由四个自由度和一个末端执行夹持器构成,并且选择了关键结构的驱动方式,分析各部件的运动规划及简析主要结构的功能。确定总体方案后,对自动投本机械臂进行了机械结构的设计,分别对底座、臂部和腕部进行了传动结构的选择,然后准确概述了夹持器、底座和臂部的设计内容。应用SolidWorks软件实现各零件的实体建模和装配工作,并对自动投本机械臂整机进行虚拟装配和干涉检验,确定了设计的初步合理性。由于自动投本机械臂关键零部件的选型直接影响设计的合理性,文中对能够实现升降和伸缩功能的主要部件滚珠丝杠和各部件的驱动电机进行了计算选型。运用ANSYS Workbench软件对关键零部件和整机进行...

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景与意义
    1.2 国内外机械臂研究概述
        1.2.1 国外机械臂研究现状
        1.2.2 国内机械臂研究现状
    1.3 本文研究的主要内容
2 自动投本机械臂的总体方案
    2.1 应用环境和设计要求
        2.1.1 实际应用环境
        2.1.2 设计要求
    2.2 机械臂的组成和分类
        2.2.1 机械臂的组成
        2.2.2 机械臂的分类
    2.3 总体方案的确定与分析
        2.3.1 自由度确定
        2.3.2 驱动方案确定
        2.3.3 运动规划与分析
    2.4 本章小结
3 自动投本机械臂的结构设计与选型
    3.1 传动方式的设计
        3.1.1 传动方式的类型
        3.1.2 底座传动设计
        3.1.3 臂部传动设计
        3.1.4 腕部传动设计
    3.2 夹持器的设计
        3.2.1 夹持器分类
        3.2.2 夹持器结构设计
        3.2.3 夹持器气缸选择
    3.3 臂部的设计
    3.4 底座的设计
    3.5 基于SolidWorks软件的三维建模
        3.5.1 各结构的三维建模
        3.5.2 整机的虚拟装配
        3.5.3 干涉检查分析
    3.6 关键零部件的选型
        3.6.1 滚珠丝杠的选型
        3.6.2 电机的选型
    3.7 本章小结
4 自动投本机械臂的有限元分析
    4.1 有限元分析理论概述
        4.1.1 ANSYS Workbench软件简介
        4.1.2 结构静力学分析理论
        4.1.3 结构动力学分析理论
    4.2 关键零部件的静力学分析
        4.2.1 底座齿轮的静力学分析
        4.2.2 伸缩臂大臂的静力学分析
        4.2.3 伸缩臂小臂的静力学分析
        4.2.4 机械臂整机的静力学分析
        4.2.5 机械臂的优化
    4.3 关键零部件的动力学分析
        4.3.1 伸缩臂大臂的模态分析
        4.3.2 伸缩臂小臂的模态分析
        4.3.3 机械臂整机的模态分析
        4.3.4 关键零部件的谐响应分析
    4.4 本章小结
结论
    课题总结
    课题展望
参考文献
致谢



本文编号：3738993