此四自由度机器人是用来进行涡流无损检测探头定位的,它是通过控制检测探头的位置来识别金属材料的各种缺陷和隐患的装置。此机械系统是具有四个自由度的工业机器人,它的主要功能是实现导向管的定位,并在检测探头进行推拔时对探头导向管提供支撑作用。它具有精度高,速度快,扭矩大,使用寿命长,可靠性高等特点。而且对它要求结构简单,重量轻,可以方便拆装。通过计算机实时控制可以达到快速,精确的定位。本文对此四自由度涡流无损检测机器人的机械系统进行整体设计,对机械本体结构进行具体设计和研究。在Pro/E软件中运用三维建模技术建立了三维实体模型,并对模型进行质量、间隙和干涉检测,验证总体结构设计的正确性与合理性,为四自由度机器人的运动学和动力学仿真提供正确的虚拟样机模型。同时,对关键承载部件进行有限元分析,包括静力学分析以及模态分析,确保结构部件满足刚度和强度要求。应用矩阵分析的方法建立了四自由度涡流无损检测机器人系统的运动学数学模型,推导出了此四自由度检测机器人系统的运动学方程。利用ADAMS仿真软件进行了运动学和动力学仿真,通过机构的运动来判断有限空间内的相互干涉情况;通过设置要求的运动参数,分析了四自由度机器人系统的动力学性能,提供必要的动力学参数。根据对受力零部件的动力学分析结果,可以合理选择驱动电机、轴承等关键零部件。