随书光盘存取机器人仿真研究与设计

论文摘要

伴随着计算机技术与多媒体技术的广泛普及,图书、杂志等书刊的附盘率越来越高,如何高效管理这些随书光盘,是每个图书机构必须要面对的难题。设计出一种结构简单、便于控制、安装空间小的存取设备成为解决这一问题新的方法。本论文在结合单立柱有轨巷道堆垛机、直角坐标机器人以及空间可扩展机构的结构的基础上,设计出一种构造简单、工作空间比较大、行程比大、惯性小、速度快、便于制造与维护,成本低的随书光盘存取机器人,具体的工作内容如下：(1)对随书光盘存取机器人的主要机构：剪叉机构水平运行装置、齿形带垂直运动机构、货叉运行机构,进行设计与三维建模；在设计剪叉机构驱动装置时,本文首先选择五种驱动方式,然后运用ADAMS/View,利用剪叉机构刚柔耦合模型,对五种驱动方式进行位移、速度、加速度、功率方面的对比仿真分析,最终确定剪叉机构的驱动方式,并对剪叉机构驱动装置进行设计与建模。(2)对随书光盘存取机器人剪叉装置进行了运动学的位置、速度、加速度分析,推导剪叉装置增程比方程,对水平驱动杆的首末端位置进行优化,运用ADAMS/View进行优化前后的仿真分析。(3)对结构振动进行了理论分析,在此基础上利用ADAMS/Vibration对剪叉装置振动仿真分析,获得该装置振动特性为剪叉装置机构设计提供参考。(4)对剪叉装置进行精度分析,分析两剪叉杆误差对整个装置的精度影响,对随书光盘存取机器人的精度设计提供参考。本文所进行的随书光盘机器人的仿真研究与设计,是对解决图书机构管理光盘效率低下问题的积极探讨。但是,由于整个机器人动态性能的复杂性,还需要在噪声及力学性能等方面做许多研究工作。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 随书光盘存取机器人的研究背景
• 1.2 课题的国内外研究状况
• 1.2.1 随书光盘管理现状
• 1.2.2 堆垛机研究的发展历史与现状
• 1.2.3 直角坐标机器人的研究现状
• 1.2.4 ADAMS虚拟样机技术在机构分析应用
• 1.2.5 机构精度分析的研究
• 1.3 选题意义与本文主要内容
• 1.4 本章小结
• 第2章 光盘存取机器人结构设计与分析
• 2.1 存取机器人的总体结构设计
• 2.1.1 存取机器人的设计要求
• 2.1.2 存取机器人的构型的选择
• 2.1.3 剪叉机构水平运行装置的结构设计与建模
• 2.1.4 齿形带垂直运行机构的结构设计与建模
• 2.1.5 货叉运行机构的结构设计与建模
• 2.2 剪叉机构驱动装置的设计
• 2.2.1 五种驱动方式的运动学仿真分析
• 2.2.2 剪叉机构驱动装置的设计与建模
• 2.3 本章小结
• 第3章 剪叉装置运动学分析与结构优化
• 3.1 剪叉装置运动学分析
• 3.1.1 剪叉装置运动描述及特点
• 3.1.2 剪叉装置的位置分析
• 3.1.3 剪叉装置的速度分析
• 3.1.4 剪叉装置的加速度分析
• 3.2 剪叉装置结构优化
• 3.2.1 优化设计理论概述
• 3.2.2 剪叉装置结构优化
• 3.3 剪叉装置结构优化结果仿真
• 3.3.1 剪叉装置的Pro/E建模
• 3.3.2 剪叉装置的仿真模型的建立
• 3.3.3 剪叉装置的输入位移与输出位移的仿真分析
• 3.4 本章小节
• 第4章 剪叉装置的振动分析
• 4.1 ADAMS/Vibration模块介绍
• 4.1.1 ADAMS/Vibration模块振动理论
• 4.1.2 振动模型的建立
• 4.2 振动仿真及其结果分析
• 4.3 剪叉装置的结构优化
• 4.4 本章小结
• 第5章 剪叉装置的精度分析
• 5.1 剪叉杆长对剪叉装置运动精度的影响分析
• 5.2 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢