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随着工业自动化的发展,工业机器人的应用也越发广泛。针对某些中、小型企业需要一种价格在2万元以内的小型搬运机器人的需求,本文设计了一种全固定电机驱动的SCARA机器人,其结构与传统SCARA机器人不同,它所有的驱动电机安装在基座内,采用套轴和同步带的传动方式传递运动,机械手末端采用气缸和吸盘完成对工件的取放,其价格便宜且工作稳定可靠,适用于一般精度的平面运动的搬运作业。因此全固定电机驱动的SCARA机器人的研究十分具有工程应用价值。本文主要对全固定电机驱动的SCARA机器人进行理论分析和机械结构设计,主要内容如下:建立SCARA机器人的简单模型,采用齐次变换矩阵和代数法分别对SCARA机器人的运动学正、反解进行详细推导,并通过SolidWorks Motion对SCARA机器人进行运动学仿真,其结果验证了运动学反解的正确性,为控制系统的软件开发奠定基础。采用Lagrange法推导SCARA机器人的动力学方程,并通过数值算例计算出关节的驱动力矩,并通过SolidWorks Motion对SCARA机器人进行动力学仿真,得到关节的驱动力矩。对比结果表明,SCARA机器人动力学理论分析的正确性,另一方面为样机的电机选型、关节材料选择和套轴结构设计等提供理论支持。通过ANSYS Workbench对SCARA机器人的小臂、大臂、套轴和整机结构进行静力学分析,结果表明它们达到机械强度和刚度要求。并对可能产生共振的小臂结构进行模态分析,其结果表明小臂的固有频率远大于共振频率,不会产生共振,满足设计要求。对SACRA机器人机械部分进行设计,根据基本技术参数,确定其传动方案,对步进电机、同步带、气缸、吸盘和真空发生器等主要标准件进行选型,并对大臂套轴和小臂套轴结构与布局进行详细设计。最终完成了可用于实际作业的SACRA机器人样机。对SCARA机器人物理样机进行实验研究,首先搭建样机实验平台,然后检测样机的主要技术参数指标,其结果达到设计要求,最后对物理样机的搬运作业进行实验研究。本文研究有利于平面小型搬运机器人的应用与普及。