六自由度机械臂的结构设计与仿真分析本科毕业论文.docxVIP

2017届毕业设计(论文)

六自由度机械臂的结构设计与仿真分析

教学部：机电信息工程

专业：机械设计制造及其自动化

学生姓名：XXX

班级：机设1303学号X

指导教师姓名：X职称副教授

最终评定成绩

2017年5月

毕业设计(论文)

六自由度机械臂的结构设计与仿真分析

教学部：机电信息工程

专业：机械设计制造极其自动化

学号：X

学生姓名：x

指导教师：x

2017年5月

摘要

机械臂是机器人中常见且广泛使用的执行机构之一，对它的原理进行研究有着十分重要的意义。完整机械臂的系统包括机械结构、电子硬件、软件程序、逻辑算法四个主要部分。各个部分相互之间都是紧密相联的，故而设计各部分时需要互相协调，从而保证系统能够稳定运行。

本课题主要对以下几个方面进行了具体的研究：

首先，根据空间中机械臂夹取任意位置至少需要六个自由度的理论，选用六自由度链结式关节结构。仔细查阅国内外机械设计的相关文献，确定具体的机构。通过各杆件长度与质量关系，运用静力学，分析各关节的力矩关系。依据自平衡机器人的基本结构，从而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用及设计进行基本分析。

其次，尝试完成机械臂运动学、轨迹规划方面算法的实现。实现位置，速度和力矩伺服控制算法的实现。建立机械臂的数学模型，对机械臂的运动学进行相关的分析。

最后，重点分析机械臂的各个关节在空间中的轨迹以及各关节受力的实时数据。根据六自由度机械臂的结构，基于Solidworks三维模型的构建和Adams动态仿真实验，进行实时动态分析，实现测试轨迹运行。同时，构建窗口，实现对实时数据和图表的直观展示。

关键词：Solidworks三维建模，结构设计，数学模型分析，Adams仿真分析，机械臂

II

ABSTRACT

Robotarmisoneofthecommonandwidelyusedimplementingagenciesinrobots,anditisveryimportanttostudyitsprinciple.Thecompleterobotarmsystemconsistsofmechanicalstructure,electronichardware,softwareprogram,logicalgorithmfourmainparts.Thevariouspartsarecloselylinkedwitheachother,sothedesignofthevariouspartsneedtocoordinateeachother,soastoensurethesystemcanrunstably.

Inthispaper,thefollowingaspectsaremainlystudied:

Firstofall,accordingtothespaceintherobotarmtoholdanypositionatleastsixdegreesoffreedomtheory,thechoiceofsixdegreesoffreedomknotjointstructure.Carefulaccesstodomesticandforeignmechanicaldesignoftherelevantliteraturetodeterminethespecificinstitutions.Throughtherelationshipbetweenthelengthandqualityofeachbar,thetorquerelationshipofeachjointisanalyzedbystatics.Basedonthebasicstructureoftheself-balancingrobot,thebasicstructureofthewholesetofman