起重机U型臂折弯送料机械手的设计及仿真

论文摘要

折弯送料过程中,目前多采用手工送料,存在着效率、速度、精度、安全等方面的一系列问题,手工送料被自动送料机构取代,可以进一步满足生产自动化,大幅度提高生产效率、生产质量等的要求。课题的主要任务是完成折弯送料机械手的方案规划及传动、执行系统的机构设计,并且通过虚拟样机技术对结构进行优化。本文研究的主要内容有:根据起重机U型臂的折弯工艺特点,分析送料机械手的位姿、动作及受力情况,从而确定了机械手的整体方案。在此基础上,对机械手进行传动、执行系统的结构设计,利用PRO/E构造机械手模型,使用ANSYS Workbench对机械手整体刚度进行分析,分析结果表明机械手的刚度满足使用要求。在机械手模型的基础上,将其简化为机构形式,采用D-H法建立机械手的数学模型,并据此得出机械手的运动学方程,分析了机械手的速度加速度,计算出该机械手的雅克比矩阵,再运用拉格朗日算法得出机械手的动力学方程。使用ADAMS进行运动学和动力学的数值模拟,仿真出机械手的运动形式,输出运动动画,分析运动过程中各关节的受力情况,得出机械手运动所需要的驱动力矩,并利用模拟结果验证机械手的设计,指导机械手的结构优化。本课题规划设计的机械手方案解决了折弯工艺中传统人工送料诸多不利因素,满足自动送料的要求,不仅减轻了人工的劳动强度,也极大的提高了经济效益。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外机械手发展概况
• 1.3 课题来源,目的和意义
• 1.4 本文研究内容
• 1.5 本章小结
• 2 折弯工艺分析
• 2.1 引言
• 2.2 折弯工件
• 2.3 折弯工艺
• 2.4 结构分析
• 2.5 本章小结
• 3 机械手设计
• 3.1 引言
• 3.2 结构设计
• 3.3 整体刚度分析
• 3.4 本章小结
• 4 机械手的运动学及动力学分析
• 4.1 引言
• 4.2 机械手建模的数学基础
• 4.3 运动学分析
• 4.4 动力学分析
• 4.5 本章小结
• 5 基于 ADAMS 的运动学与动力学仿真
• 5.1 引言
• 5.2 基于PRO/E 的实体建模
• 5.3 基于ADAMS 的运动学及动力学仿真
• 5.4 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献