六自由度机械臂的结构设计与仿真分析

2017届毕业设计(论文)2017年5月诚信声明本人郑重声明：所呈交的毕业论文(设计),题目《六自由度机在文章以明确方式注明。除此之外，本论文(设计)不包含任何其他更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj781219据。根据六自由度机械臂的结构，基于Solidworks三维模型的构建和Adams动参考设计材料，包含项目源代码，屏幕录像指导、项目运行截图、项目设计说明书、任务书、报告书以及文献参考翻译等，完整的设计文更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj781219Robotarmisoneofthecommonandwidelyusedimplementingagenciesinrobots,anditisveryimportanttostudyitsprinciple.Thecompleterobotarmsystemconsistsofmechanicalstructure,electronichardware,softwareprogram,logicalgorithmfourmainparts.Thevariouspartsarecloselylinkedwitheachother,sothedesignofthevariouspartsneedtocoordinateeachother,soastoensurethesystemFirstofall,accordingtothespaceintherobotarmtoholdanypositionatleastsixdegreesoffreedomtheory,thechoiceofsixdegreesoffreedomknotjointstructure.Carefulaccesstodomesticandforeignmechanicaldesignoftherelevantliteraturetodeterminethespecificinstitutions.Throughtherelationshipbetweenthelengthandqualityofeachbar,thetorquerelationshipofeachjointisanalyzedbystatics.Basedonthebasicstructureoftheself-balancingrobot,thebasicstructureofthewholesetofmanipulatorisdesigned,andthebasicselectionandselectionoftheSecondly,trytocompletetherobotarmkinematics,trajectoryplanningalgorithmtoachieve.RealizationofPosition,SpeedandTorqueServoControlAlgorithm.Themathematicalmodelofthemanipulatorisestablished,andthekinematicsofthemanipulatorisanalyzedFinally,thepaperanalyzesthetrajectoriesofeachjointofthemanipulatorinof-freedommanipulator,basedonsolidworks3DmodelconstructionatesttrajectoryoperatiKeywords:Robot,structuraldesign,Mathematicalmodelanalysis,Adamssimulation,solidworksthree-dimensionalmodeling参考设计材料，包含项目源代码，屏幕录像指导、项目运行截图、项目设计说明书、任务书、报告书等，完整的设计文更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj781219 I 11.1概述 11.2机器人的背景与发展历程 21.3机器人国内外研究现状 51.3.1机器人国外研究现状 51.3.2机器人国内研究现状 51.4课题的研究目的及主要研究内容 6第2章机械臂的系统分析及结构设计 92.1机器人的定义 92.2机器人的组成 2.3机器人的分类 2.4自由度及运动路径分析 2.4.2位姿与空间位置的关系 2.4.3位姿分析 2.4.4坐标变换 2.5机械臂的运动驱动系统与结构设计 2.5.1六自由度机械臂的结构模型 2.5.2伺服机构及控制系统原理 2.5.3主要材料选择与基本尺寸设计 2.5.4六自由度机械臂的零件设计 2.6机械臂的运动轨迹动画制作 2.6.1SolidWorks组件Motion的基本介绍 2.6.2机械臂的驱动及动作的设计 参考设计材料，包含项目源代码，屏幕录像指导、项目运行截图、项目设计说明书、任务书、报告书以及文献参考翻译等，完整的设计文件及源代码，资料请联系68661508(bshhty)索要更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj7812192.6.3机械臂各驱动的时序数据的导入及动画生成 第3章机械臂的运动轨迹仿真分析 3.2基座平转动作的仿真分析 3.3中臂仰俯动作的仿真分析 3.4小臂仰俯动作的仿真分析 3.5爪部仰俯动作的仿真分析 3.6爪部旋转动作的仿真分析 3.7爪部夹取动作的仿真分析 3.8完整运动轨迹的仿真分析 参考设计材料，包含项目源代码，屏幕录像指导、项目运行截图、项目设计说明书、任务书、报告书以及文献参考翻译等，完整的设计文件及源代码，资料请联系68661508(bshhty)索要更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj781219第1章绪论机器人是近代科学技术快速发展的朝阳领域，而且20世纪60年代以来，伴伴随着微机技术的不断发展，机器人的科学与技术开始别是在自动化装备制造领域).机械结构逻辑算法机械结构机器人电子硬件软件程序电子硬件图1.1机器人的四大系统体化自动化生产设备，这是机器人最基本的特点1。机械臂是机器人中最广泛存参考设计材料，包含项目源代码，屏幕录像指导等，完整的设计文更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj781219人在不同控制条件下的不同运动规律3。这样，就可以在实际调试机器人设备前1920年，捷克剧作家卡内尔·凯佩克(KarelCapek)在他创作的情节幻想剧的翻译方法，几乎都从斯洛伐克语“robota”音译为“罗伯特”,只有中国对其1939年，在美国纽约举办的世界博览会上，展出了“西屋”电气公司设计创造的家务机器人Elektro。它是由电缆进行控制，能够行走，会说77个词，参考设计材料，包含项目源代码，屏幕录像指导、项目运行截图、项目设计说明书、任务书、报告书以及文献参考翻译等，完整的设计文更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj7812191954年，美国科学家乔治·德沃尔设计出首台可重复编写电子程序的工业机器人，并于1961年申请了该项机器人专利。1959年，乔治·德沃尔与发明家约瑟夫·英格伯格联手制造出第一台工业机器人。随后，创立了世界上首家机器人制造1962年，美国万能自动化(Unimation)设计生产的首台机器人Unimate在美20世纪下半叶开始，世界机器人多种产业保持着持续增长的良好势头。进入20世纪90年代以来，机器人产品发展速度不断增加，每年增长率维持在11%高达43%。日前使用机器人最广泛的国家是日本，机器人总数占世界总占有量的参考设计材料，包含项目源代码，屏幕录像指导、项目运行截图、项目设计说明书、任务书、报告书等，完整的设计文更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj781219图1.2工业机器人的应用图1.3新领域下的机器人应用伴着机器人产业向更高层次更多方向的成长和机器人现代智能化水准的连医疗卫生机器人、家政机器人等均有使用实例4。为提升人类的生活品质机器人参考设计材料，包含项目源代码，屏幕录像指导、项目运行截图、项目设计说明书、任务书、报告书以及文献参考翻译等，完整的设计文更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj781219完全调查，全球范围内机器人的市场前景优良，20世纪后期开始，世界机器人每年增长率基本在11%左右，2000年增长率上涨到15%。机器人最基本的使用方大的产业，每年的市场容量约1000亿美元。国际上著名的机器人自动化生产线按照国际机器人协会的不完全调查，2003年内工业机器人出货量展现出强劲的增长趋势。就单与2002年相比，2003年全球范围内机器人的出货量就增长了约11%。预计，工业机器人的全球市场即将从2002年的7万台增长到2006年的9万台，每年稳定增长7.5%。开发以及工程应用等等多个方面都取得了长足的进步5。80年代后期到90年代参考设计材料，包含项目源代码，屏幕录像指导等，完整的设计文更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj781219术领域的重要课题之一，即将成为21世纪各国争夺的经济技术制高点。如何在2010年国内机器人占有量只达到了世界占有量的1.47-2.1%,这与我国21世纪方面考虑，还是从长远利益考虑，我们有必要自主著成果，为国内机器人的研究打下了坚实的基础。国内的机器人领域历经近30多自由度的机械臂作为当代机器人的一个普遍使用也是最重要的关键种类参考设计材料，包含项目源代码，屏幕录像指导等，完整的设计文更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj781219理论计算分析并应用现有的一些数学模型，推导出机器人运动学的理论计工作空间分析机器人的行动范围开始研究，便于之后机器人的运动轨迹规硬件结构设计设计出整套机械臂的基本结构方案，并对各个部分的零件选软件仿真调试通过Solidworks绘制出机械臂的三维模型，并输出转换到参考设计材料，包含项目源代码，屏幕录像指导、项目运行截图、项目设计说明书、任务书、报告书以及文献参考翻译等，完整的设计文更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj781219参考设计材料，包含项目源代码，屏幕录像指导、项目运行截图、项目设计说明书、任务书、报告书以及文献参考翻译等，完整的设计文更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj781219第2章机械臂的系统分析及结构设计机器人(Robot)是一种可以自动完成任务的机械设备?。既可以通过指令率高的行业，或者其他的危险程度较高的工作国际上，主要有以下几类有关机器人的定义：此定义还不算完全的正确，因为目前还没有相对人类相似的机器人被创造。通过重复编程来完成各种工作的，具备编程能力的机械臂(Manipul的，可以旋转而且自动进行不同位置的移动来替代人类少部分工作的通用型机参考设计材料，包含项目源代码，屏幕录像指导、项目运行截图、项目设计说明书、任务书、报告书以及文献参考翻译等，完整的设计文更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj781219图2.1人形智能机器人的进化动副或转动副)经常被称作机器人的关节，关节的数目一般就是机器人的自由度机器人主体的相关部分分别称作座、腰、臂、腕、手(夹持装置或执行装置)和足(可移动机器人)等。参考设计材料，包含项目源代码，屏幕录像指导、项目运行截图、项目设计说明书、任务书、报告书等，完整的设计文更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj781219备某种“知觉”,发展智能，利用这类信息组成一个庞大反馈回路，进而逐步提机器人的分类形式多种多样，通常有以下几种归类方式1。参考设计材料，包含项目源代码，屏幕录像指导、项目运行截图、项目设计说明书、任务书、报告书以及文献参考翻译等，完整的设计文更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj781219图2.2不同几何结构的机器人觉、超声及激光等)进行传感信息整理、及时控制的本领。参考设计材料，包含项目源代码，屏幕录像指导、项目运行截图、项目设计说明书、任务书、报告书以及文献参考翻译等，完整的设计文更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj781219(1)生产机器人或工业机器人：通常被使用在工农业领域的生产制造上，大(4)军事机器人：用于军事目的的机器人。物体相较于坐标系可以单独运动方位的数量称作自由度(DOF,degreeoffreedom)。物体可以进行的运动包括沿x、y、z轴的三个平移运动和绕x、y、z的旋转运动。具备之上6个运动功能的机器人可以被称为6自由度机器人。人们希望机器人可以用精准的坐标把它的执行机构或者与它相连接的工具通常没有强制机器人拥有6个及以上自由度，过多自由度极可能产生冗余自由度。尽管如此，依然有部分学者研究具备9个自由度的机器人，希望得到更大的机动在机器人的每个关节轴处都建立笛卡尔坐标系(xj,yj,zi),i=1,2…n(n即机器人2.4.2位姿与空间位置的关系机器人的机械设计相对于普通的机械设计，具备多处不同。先通过机构学角度对机械臂进行具体分析，机械臂结构是通过连杆等移动关节相互连接起来的开式运动链。机械臂是机器人系统的最普遍使用的运行部分，自动化机械臂的执行机构是保证空间内的复杂运动的综合刚体。所以，就可以从刚体开始来描述它的位姿。论文中采用齐次变换法，其优点在于它将运动、变换和映射与矩阵运算联系起来。齐次变换法还在多个领域拥有广泛的运用，例如机构动力学，计算机图形信息处理，以及机器人控制等等。相对于直角坐标系{A},空间任意一点P的位置可以用3*1的列矢量(称A2.方位分析研究机器人的行动以及控制，通常需要表示空间某个点的坐标，并且还要表示物体的方位。物体的方位能够通过固连于此物的坐标系来描述。为了确定空间位主矢量Axg,Ayg,Azg想对于坐标系{A}的方向余弦组成的3*3矩阵来表示刚体参考设计材料，包含项目源代码，屏幕录像指导、项目运行截图、项目设计说明书、任务书、报告书以及文献参考翻译xg×⁴xg=²Jg×⁴V=⁴=g×⁴=g=1“xg×⁴y=⁴Yg×⁴=g=⁴=g×⁴x=0参考设计材料，包含项目源代码，屏幕录像指导、项目运行截图、项目设计说明书、任务书、报告书以及文献参考翻译2.4.3位姿分析完整描绘刚体B的空间位姿(位置和姿态),通常将刚体B与坐标系{B}相固接。{B}的坐标系原点一般选在物体B的特征点上，如质心或对称中心等。相对轴的方位。因此，刚体B的位姿可由坐标系{B}来描述，即有当表示位置时，上式中的旋转矩阵合R=I(单位矩阵);当表示方位时，式中2.4.4坐标变换空间中任意位置点p在不一样坐标系里的陈述是不一样的。从某坐标系的描述到另一坐标系的描述期间的转换包含平移坐标的转换，旋转坐标变换以及复合并不重合。用位置矢量APg描述它相对于{A}的位置，如图2.4所示。称^Pg为{B}相对于{A}的平移矢量。若P点坐标系{B}中的方位为BP,那么它相较于坐标系{A}的位置矢量AP可由矢量相加获得告书以及文献参考翻译X更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj781219图2.4平移变换假设坐标系{A}与{B}具有相的坐标原点，但是两个的位置不同，如图2.5所示。拿旋转矩阵合R描绘{B}相对于{A}的位置。同一点P在两个坐标系{A}和{B}图2.5旋转变换8R=gR¹=gR^参考设计材料，包含项目源代码，屏幕录像指导、项目运行截图、项目设计说明书、任务书、报告书等，完整的设计文更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj781219如图2.6所示，六自由度机械臂包含基座，腕旋转，腕俯仰，大臂，中臂，小臂六个自由度，在手腕顶部则由设计的爪部机构完成对于负载的抓取工作，是典型的6R机器人15。某种六自由度机械臂实物样图如图2.7所示。GE图2.6六自由度机械臂示意图参考设计参考翻译参考设计更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj781219图2.7某种六自由度机械臂实物图1)通过使用额定功率直流或者交流电机，经过各个传动环节间接以及直接2)通过使用液压缸和液压马达等动力元件，经过液压系统驱动各个关节的3)通过使用气缸、气阀回和其他驱动元件组成气动控制系统驱动各个关节控制脉冲控制电路M图2.8伺服电机工作原理图2.10液压缸工作原理图2.11液压缸等，完整的设计文更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj781219图2.12气缸工作原理图2.13气缸参考设计材料，包含项目源代码，屏幕录像指导、项目运行截图、项目设计说明书、任务书、报告书等，完整的设计文更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj781219的影响也比较大，故而系统刚度较低。并且对于空气的质量(湿度、温度)等有2)当本机输入的信号在0.5ms~2.5ms之内时，对应的转动角度范围是-90°~+90°,顺时针旋转。使用时不能超出上述范围，否则会损坏机构部件。3)SR402/SR403型的金属输出轴采用圆柱与电机舵盘对接，确保可靠的固4)支撑轴使用内埋式固定螺帽、外部锁入的方式，方便机器人外部构件的表2.1SR403P舵机参数型号重量扭矩(k:*m)转动范围信号方式接口此轮轴承双侧并联全金属参考设计材料，包含项目源代码，屏幕录像指导、项目运行截图、项目设计说明书、任务书、报告书等，完整的设计文更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj781219图2.14伺服电机的内部结构图2.15SR403P伺服电机参考设计材料，包含项目源代码，屏幕录像指导、项目运行截图、项目设计说明书、任务书、报告书等，完整的设计文更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj7812191000系列的铝合金材料是最常用于生产制造的一个系列，它的特点是生产的工艺较为简单，价格相较之下比较便宜，市面上的1000系列大部分都是1050以及1060系列。这类材质的最主要缺点就是容易弯折，而且当进行开孔等2000系列的铝合金材料硬度较高，性能优异，时常使用与航空领域。但时5000系列铝合金材料，镁含量在3~5%间，故常称之为铝镁合金。它基本的确认选用5000系列铝合金。表2.2铝合金参数材料比重密度抗拉强度弹性模量每吨价格铝合金14420元/吨更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj781219图2.15基本设计图2.16基本尺寸示意方便螺栓的零件对其的固定。由于使用M3螺栓进行固定，且螺栓由底部向上固更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj781219为了增加底板A的连接强度，提高承载能力，将底板A的板厚设定为材质为5000系列的5052铝合金材质。图2.17底板A的三维图参考设计材料，包含项目源代码，屏幕录像指导、项目运行截图、项目设计说明书、任务书、报告书以及文献参考翻译等，完整的设计文图2.18底板A的安装示意图2.底板B与应力的影响，将底板B直径定位120mm,厚度为3mm,材质为5000系列的5052铝合金材质。同时，为了保证驱动力(转矩)的稳定输出，需要把伺服电机输出转矩的中心置于整个圆盘的圆心，于是有了(图2.19)的电机安装孔。图2.19底板B的三维图参考设计材料，包含项目源代码，屏幕录像指导、项目运行截图、项目设计说明书、任务书、报告书以及文献参考翻译等，完整的设计文更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj781219图2.20底板B的安装示意图长支架负责连接伺服电机和转盘轴承，机械臂基座的关节1通过长支架，将内圈，故而将长支架的长度定为96mm,厚度为3mm,材质为5000系列的5052图2.21长支架的三维图参考设计材料，包含项目源代码，屏幕录像指导、项目运行截图、项目设计说明书、任务书、报告书以及文献参考翻译等，完整的设计文更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj781219图2.22长支架的安装示意图4.圆盘圆盘零件是整个中臂(也就是长臂)的起始部分，通过与转盘轴承的内内圈，所有4个直径为4mm的孔，定位圆直径为90mm。在直径为110mm的定位圆上设置4个直径为4mm的孔，用于螺丝刀的通过，调整转盘轴承外圈与底板B设置三套安装孔一一对应，便于安装和调整更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj781219图2.23圆盘的三维图图2.24圆盘的安装示意图5.多功能支架在满足强度要求的前提下，使用厚度为2mm的材质为5000系列的5052铝合金材在第2关节位置安装时，与圆盘连接，设置直径4mm的四个对应安装孔对应位置为52mm×10mm。在第3关节位置安装时，与L支架连接，此时需要保持L支架的连接在中心在第4关节以及第5关节安装位时，第三个多功能支架与第四个多功能支架连接。第4关节处的多功能支架只需要保持中心轴线的安装位置，而第5关节处的多功能支架需要调整安装位置保持第5关节转动的中心，参考设计材料，包含项目源代码，屏幕录像指导、项目运行截图、项目设计说明书、任务书、报告书以及文献参考翻译等，完整的设计文更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj781219图2.25多功能支架的三维图凸台-拉伸1-U支架<1>O图2.26多功能支架的安装示意图参考设计材料，包含项目源代码，屏幕录像指导、项目运行截图、项目设计说明书、任务书、报告书以及文献参考翻译等，完整的设计文件及源代码，资料请联系68661508(bshhty)索要更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj781219宽度为62mm,所以U支架两竖直部分相距62mm(整体宽度68mm)。通过整个机在满足强度要求已经轻量化要求的前提下，3mm的厚度材质为5000系列的5052安装位置一边的中心孔为4mm,通过螺丝刀调整电机舵盘，另一边孔直径为6mm图2.27U支架的三维图参考设计材料，包含项目源代码，屏幕录像指导、项目运行截图、项目设计说明书、任务书、报告书以及文献参考翻译等，完整的设计文更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj781219图2.28U支架的安装示意图L支架是在小臂处连接多功能支架与U支架的重要零件，其在设计时应该考虑好各部分的长度，再连接两部分的同时保证关节的输出在基本中心线上。因为安装的便利关系，在这里使用的仍然是基本的安装孔。为了是与之配合的U支架中心高度与伺服电机的输出中心高度重合，正向的安装孔中心位置到底边的距离为20mm,底部的安装孔中心位置到后边的相对位置为27mm。安装时需注意长度参考设计材料，包含项目源代码，屏幕录像指导、项目运行截图、项目设计说明书、任务书、报告书以及文献参考翻译等，完整的设计文更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj781219图2.29L支架的三维图图2.30L支架的安装示意图8.爪部零件参考设计材料，包含项目源代码，屏幕录像指导、项目运行截图、项目设计说明书、任务书、报告书以及文献参考翻译等，完整的设计文更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj781219图2.31手部的连杆结构原理图图2.32手部各零件的三维图参考设计材料，包含项目源代码，屏幕录像指导、项目运行截图、项目设计说明书、任务书、报告书以及文献参考翻译等，完整的设计文图2.33手部的安装示意图参考设计材料，包含项目源代码，屏幕录像指导、项目运行截图、项目设计说明书、任务书、报告书以及文献参考翻译等，完整的设计文更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj781219图2.34机械臂总装的示意图参考设计材科，包含项日源代码，屏幕求像指导、项百运行截图、项日设计说明书、住务书、报告书以及又献参考翻译等，完整的设计文件及源代码，资料请联系68661508(bshhty)索要更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj781219图2.35装配好的机械臂渲染图图2.36机械臂的三维爆炸图2.6机械臂的运动轨迹动画制作动画通过连续放映的图像展示更直观、清晰机构的运动。SolidWorks通过附带能够制作机构的动画演示，而且还能做部分运动分析。本部分制作参考设计材料，包含项目源代码，屏幕录像指导、项目运行截图、项目设计说明书、任务书、报告书等，完整的设计文更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj781219六自由度机械臂的驱动元件(伺服电机)有六个，这里暂记为M1~M6。根据一套完整的测试动作需要每个关节都需要动作并且最后还原到初始位置的原则，设置了驱动元件(伺服电机)的初始输出方向，如下图：图2.37驱动元件的初始输出方向M1旋转90°,机械臂到达夹取动作方位M4旋转30°,爪部到达水平位置；M5旋转90°,爪部变成垂直夹取形态；参考设计材料，包含项目源代码，屏幕录像指导、项目运行截图、项目设计说明书、任务书、报告书等，完整的设计文更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj781219M6旋转35°,爪子合拢夹取物体；M1反向旋转90°,机械臂到达放置动作方位；M5反向旋转90°,爪回复到水平位置；M6反向旋转35°,爪子松开被夹取物体；M5反向旋转30°,爪部低头，回到初始位置图2.38测试动作示意图参考设计材料，包含项目源代码，屏幕录像指导、项目运行截图、项目设计说明书、任务书、报告书以及文献参考翻译等，完整的设计文更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj781219六个驱动元件(伺服电机)M1~M6的启停状态以及输出效率在整个运动中是参考设计材料，包含项目源代码，屏幕录像指导、项目运行截图、项目设计说明书、任务书、报告书等，完整的设计文位移度位移度更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj781219线段数据点自变量时间秒插值类型线性输入数据.14s90.00度34s0.00度单击以添加行表达式显示图表☑位移☑速度时间秒×四☑加速度☑加速度☑猝动时间时间秒确走取消帮助A线段数据点f表达式线性时间(秒)值s0.00度0.00度90.00度90.00度0.00度0.00度单击以添加行☑猝动☑速度☑☑猝动☑速度☑加速度显示图表☑位移t=9,82sv=18.00度/秒t=9,82sv=18.00度/秒时间□使函数可供在此文档它处使用名称：用户函数1确定取消帮助参考设计材料，包含项目源代码，屏幕录像指导、项目运行截图、项目设计说明书、任务书、报告书以及文献参考翻译等，完整的设计文件及源代码，资料请联系68661508(bshhty)索要更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj781219参考设计材料，包含项目源代码，屏幕录像指导、项目运行截图、项目设计说明书、任务书、报告书以及文献参考翻译等，完整的设计文ff更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj781219值位移度自变量(时间秒 时间(秒0.00度0.00度.00度单击以添加行☑速度☑猝动☑加速度☑速度☑猝动☑加速度确定图2.42M4的时序数据函数编制程序× 对间(秒0.00度0.00度9s90.00度90.00度26s0.00度34s0.00度单击以添加行四☑猝动显示图表☑位移☑猝动显示图表☑位移☑速度☑加速度☆☆参考设计材料，包含项目源代码，屏幕录像指导、项目运行截图、项目设计说明书、任务书、报告书以及文献参考翻译等，完整的设计文件及源代码，资料请联系68661508(bshhty)索要更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj781219图2.43M5的时序数据函数编制程序线段数据点表达式插值类型线性时间(秒值us4S度00度5.00度0.00度0.00度单击以添加行×☑显示图表☑位移☑速度☑加速度☑猝动t=9.82sd=0.00度时间秒t=9.82sJ□使函数可供在此文档它处使用名称：用户函数确定取消帮助图2.44M6的时序数据参考设计材料，包含项目源代码，屏幕录像指导、项目运行截图、项目设计说明书、任务书、报告书以及文献参考翻译等，完整的设计文件及源代码，资料请联系68661508(bshhty)索要更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj781219参考设计材料，包含项目源代码，屏幕录像指导、项目运行截图、项目设计说明书、任务书、报告书以及文献参考翻译等，完整的设计文更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj781219第3章机械臂的运动轨迹仿真分析动力学仿真分析一直是设计中无法忽视的因素，在虚拟的环境中进行仿真分析，比较主流的处理方案就是通过专业化的三维建模软件和专业的动力学仿真软件相互联系并建造模型，也就是说先用专业的三维软件精确的构建复杂的机械系统各零部件的三维实体图和机构装配图，之后传输到专业的动力学仿真软件下添加部件之间的联系，例如驱动力和约束，利用虚拟的样机对系统进行动力学仿真ADAMS,即机械系统动力学自动分析(AutomaticDynamicAnalysisofMechanicalSystems),该软件是美国MDI公司(MechanicalDynamicsInc.)开发的虚拟样机分析软件。目前，全世界各行各业主要制造商都已经将Adams运用到自己的公司里采用。+2015A+2015图3.1基于Adams的整体装配图下图是六自由度机械臂关节1活动时的仿真机构、模型以及驱动力位置。参考设计材料，包含项目源代码，屏幕录像指导、项目运行截图、项目设计说明书、任务书、报告书以及文献参考翻译等，完整的设计文件及源代码，资料请联系68661508(bshhty)索要更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj781219参考设计材料，包含项目源代码，屏幕录像指导、项目运行截图、项目设计说明书、任务书、报告书以及文献参考翻译等，完整的设计文见气互见气互自以口言气成角更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj781219工图3.2六自由度机械臂关节1机构解析参考设计材料，包含项目源代码，屏幕录像指导、项目运行截图、项目设计说明书、任务书、报告书以及文献参考翻译等，完整的设计文件及源代码，资料请联系68661508(bshhty)索要图3.3关节1的仿真模型(上)以及驱动力位置(下)由于每个关节相互位置的差别，在负载的作用下，各个关节的线速度，角速度的变化是不一样的，从而导致所受到的负载力或转矩的大小也不一样，通过测量指尖、关节3、关节4的三个点分别相对于输出转矩的角速度变化来观察其他相关的变化本节主要观察关节1运动时，这三点的数据变化。关节1运动时，机械臂的其他关节保持相对静止，通过下图看到各点个时刻(0s,1s,2s,3s)的位置。图3.4关节1转动的四个时刻(0s,1s,2s,3s)从上下图表中分析得，在关节1运动时，指尖、关节3、关节4这三个点的角度都有相应的变化(角度正负是由于相对坐标系的建立而产生的区别),此时机械臂的各个关节都得分担不同大小的力。由三图比较转角的变化速度得知，三点相对于关节1的位置比例，符合最初的设计目标。参考设计材料，包含项目源代码，屏幕录像指导、项目运行截图、项目设计说明书、任务书、报告书以及文献参考翻译等，完整的设计文更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj781219A关节3的转角XA关节3的转角X关节4的转角XX指灾的转分XTime3.000Time3.000图3.5关节1运动时三点的转角变化参考设计材料，包含项目源代码，屏幕录像指导、项目运行截图、项目设计说明书、任务书、报告书以及文献参考翻译等，完整的设计文件及源代码，资料请联系68661508(bshhty)索要更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj781219下图是六自由度机械臂关节2活动时的仿真机构、模型以及驱动力位置。Adas/ViewA2015件编确租图创建供器回故设责工真都助图3.6六自由度机械臂关节2机构解析文献参考翻译文献参考翻译件及源代码，资料请联系68661508(bshhty)索要图3.7关节2的仿真模型(上)以及驱动力位置(下)本节主要观察关节2运动时，这三点的数据变化。关节2运动时，机械臂的其他关节保持相对静止，通过下图看到各点个时刻(0s,1s,2s,3s)的位置。图3.8关节2转动的四个时刻(0s,1s,2s,3s)从上下图表中分析得，关节2运动，关节3、关节4及指尖相对于关节2做转向运动。由于三点相对于关节2的位置保持恒定，所以角度的变化趋势基本相在关节2运动时，指尖、关节3、关节4这三个点的角度都有相应的变化(角度正负是由于相对坐标系的建立而产生的区别),此时机械臂的各个关节都得分担不同大小的力。由三图比较转角的变化速度得知，三点相对于关节2的位置比参考设计材料，包含项目源代码，屏幕录像指导、项目运行截图、项目设计说明书、任务书、报告书以及文献参考翻译等，完整的设计文更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj781219XXXA天甘4的转提XXX参考设计材料，包含项目源代码，屏幕录像指导、项目运行截图、项目设计说明书、任务书、报告书以及文献参考翻译等，完整的设计文件及源代码，资料请联系68661508(bshhty)索要更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj781219图3.9关节2运动时三点的转角变化下图是六自由度机械臂关节3活动时的仿真机构、模型以及驱动力位置。国接租图创建仍喜回硅发善工△H△0图3.10六自由度机械臂关节3机构解析献参考翻译献参考翻译之武②身更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj781219图3.11关节3的仿真模型(上)以及驱动力位置(下)本节主要观察关节3运动时，这三点的数据变化。关节3运动时，机械臂的其他关节保持相对静止，通过下图看到各点个时刻(0s,1s,2s,3s)的位置。图3.12关节3转动的四个时刻(0s,1s,2s,3s)从上下图表中分析得，关节3运动时，关节3的位置不会发生改变，关节4以及指尖相对于关节3的位置保持不变，所以角度的变化基本一致。在关节3运动时，指尖、关节3、关节4这三个点的角度都有相应的变化(角度正负是由于相对坐标系的建立而产生的区别),此时机械臂的各个关节都得分担不同大小的力。由三图比较转角的变化速度得知，三点相对于关节3的位置比参考设计材料，包含项目源代码，屏幕录像指导、项目运行截图、项目设计说明书、任务书、报告书以及文献参考翻译等，完整的设计文更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj781219A关简3的转角Time:3.000口关节4的较角Time:3.000Time:3.000XXMODEL_1图3.13关节3运动时三点的转角变化参考设计材料，包含项目源代码，屏幕录像指导、项目运行截图、项目设计说明书、任务书、报告书以及文献参考翻译等，完整的设计文更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj7812193.5爪部仰俯动作的仿真分析下图是六自由度机械臂关节4活动时的仿真机构、模型以及驱动力位置。AdansAdans/\煤境相图的理供展回动理工真都助在置1008我图3.14六自由度机械臂关节4机构解析9A0参考翻译参考设计身件及源代码，资料请联系68661508(bshhty)索要图3.15关节4的仿真模型(上)以及驱动力位置(下)本节主要观察关节4运动时，这三点的数据变化。关节4运动时，机械臂的其他关节保持相对静止，通过下图看到各点个时刻(0s,1s,2s,3s)的位置。图3.16关节4转动的四个时刻(0s,1s,2s,3s)从上下图表中分析得，关节4运动时，只有指尖相对转动，关节4只承受爪部俯仰产生的负载。关节3以及关节4位置没有变化。在关节4运动时，指尖、关节3、关节4这三个点的角度都有相应的变化(角度正负是由于相对坐标系的建立而产生的区别),此时机械臂的各个关节都得分担不同大小的力。由三图比较转角的变化速度得知，三点相对于关节4的位置比参考设计材料，包含项目源代码，屏幕录像指导、项目运行截图、项目设计说明书、任务书、报告书以及文献参考翻译等，完整的设计文更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj781219XA美花3的转角XTimeXA关节4的转角XTimeTime图3.17关节4运动时三点的转角变化参考设计材料，包含项目源代码，屏幕录像指导、项目运行截图、项目设计说明书、任务书、报告书以及文献参考翻译等，完整的设计文9a盘2【参考翻译月原;参考设计更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj7812193.6爪部旋转动作的仿真分析下图是六自由度机械臂关节5活动时的仿真机构、模型以及驱动力位置。图3.18六自由度机械臂关节5机构解析件及源代码，资料请联系68661508(bshhty)索要图3.19关节5的仿真模型(上)以及驱动力位置(下)本节主要观察关节5运动时，这三点的数据变化。关节5运动时，机械臂的其他关节保持相对静止，通过下图看到各点个时刻(0s,1s,2s,3s)的位置。图3.20关节5转动的四个时刻(0s,1s,2s,3s)从上下图表中分析得，关节5转动，也只有指尖发生相对转动，但此时的相对角度保持在一定范围内。关节3、关节4没有变化。在关节5运动时，指尖、关节3、关节4这三个点的角度都有相应的变化(角度正负是由于相对坐标系的建立而产生的区别),此时机械臂的各个关节都得分担不同大小的力。由三图比较转角的变化速度得知，三点相对于关节5的位置比相关的角度变化图，如下图。参考设计材料，包含项目源代码，屏幕录像指导、项目运行截图、项目设计说明书、任务书、报告书以及文献参考翻译等，完整的设计文更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj781219美能3的转角XTime:3.000X图3.21关节5运动时三点的转角变化参考设计材料，包含项目源代码，屏幕录像指导、项目运行截图、项目设计说明书、任务书、报告书以及文献参考翻译等，完整的设计文件及源代码，资料请联系68661508(bshhty)索要●身。或真中日少个人曹更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj7812193.7爪部夹取动作的仿真分析下图是六自由度机械臂关节6活动时的仿真机构、模型以及驱动力位置。件编辑和图以建伤器期族安器工真帮助件编辑和图以建伤器期族安器工真帮助x@9Q短:保建架云道人圈日△的过身四L图3.22六自由度机械臂关节6机构解析下8②的貌中和。日A日H人上0②自,测色参考翻译件及源代码，资料请联系68661508(bshhty)索要图3.23关节6的仿真模型(上)以及驱动力位置(下)本节主要观察关节6运动时，这三点的数据变化。关节6运动时，机械臂的其他关节保持相对静止，通过下图看到各点个时刻(0s,1s,2s,3s)的位置。图3.24关节6转动的四个时刻(0s,1s,2s,3s)从上下图表中分析得，关节6运动，指尖合拢，标记点绕关节6运动，角度在关节6运动时，指尖、关节3、关节4这三个点的角度都用相应的变化(角度正负是由于相对坐标系的建立而产生的区别),此时机械臂的各个关节都得分担不同大小的力。由三图比较转角的变化速度得知，三点相对于关节6的位置比参考设计材料，包含项目源代码，屏幕录像指导、项目运行截图、项目设计说明书、任务书、报告书以及文献参考翻译等，完整的设计文更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj781219X美节3的转角XTime关节4的转角Time:3.000Time:3.000XX _MC图3.25关节6运动时三点的转角变化参考设计材料，包含项目源代码，屏幕录像指导、项目运行截图、项目设计说明书、任务书、报告书等，完整的设计文更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj7812193.8完整运动轨迹的仿真分析下图是六自由度机械臂完整运动时的仿真机构、模型以及驱动力位置。图3.26自由度机械臂完整机构解析更多相关参考论文设计文档【WORD可编辑】资源请访问/lzj781219图3.27机械臂的仿真模型(左)以及驱动力位置(右)如上图，对模型的自由度以及驱动进行配置，为了简化运动的复杂程度，忽略部分自由度，将运动轨迹设置在一定范围内，设置驱动函数如下关节1的自由度驱动函数为STEP(time,0,0d,3,-90.0d)+STEP(time,5,0d,8,30.