基于Solidworks的六自由度机械手结构设计与动力学仿真开题报告

 2022-12-03 10:57:53

1. 研究目的与意义

六自由度机械手是一种应用广泛,结构简单的机械人机构,在工业焊接、切割、物料搬运等方面有广阔的应用前景。

典型的六自由度机械手是一种开链机构,其刚度相对较低,当运动速度增加时,会极大地降低机械手的运动精度,给机械手的控制带来较大挑战。

设计六自由度机械手的机械结构,计算其运动空间轨迹,求解机械手在工作过程中每个关节所受力及力矩的大小对提高运动精度、降低环境振动与噪音以及构件寿命显得十分重要。

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2. 课题关键问题和重难点

机械手动力学与加速度、负载、质量及惯量有关,动力学分析的主要任务是讨论驱动力或驱动力矩和臂杆运动之间的关系。

臂端承受一定的载荷,以规定的速度和加速度按指定的轨迹运动时,确定各驱动器为实现这种要求所需提供的驱动力或驱动力矩的大小便属于动力学的范畴。

动力学分析为实现所需运动和运动控制提供依据,也为通过机械设计的途径来提高机械手的动态特性提供依据。

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3. 国内外研究现状(文献综述)

随着计算机技术的飞速发展,机器人技术已经应用并扩展到机械设备的诸多领域,成为现代生产和高科技研究中的一个不可或缺的组成部分。

在具有危险性施工等科研试验或工程保障工作中,机械臂可以代替人类在现场处理爆炸物、放射性物质等,应用前景十分广阔。

例如在瓦斯爆炸后,如何排除井下的潜在隐患,确保救援人员安全是展开搜救工作的重要任务; 在放射性污染物收集机械上需要研制机械臂去准确、可靠的控制放射性废物送达到人员不便于抵达的位置; 这些未来特殊科研任务中需要的机械手臂,包含着现代机械的所有特征,并将发挥着越来越重要的作用。

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4. 研究方案

在多关节式机械手的基本方案选定后,根据设计任务,为了满足设计要求,本课题设计的机械手结构包括底座、转台、腰部、手臂和腕部五个部分,如图3所示。

该机械手具有6个自由度:即手抓张合、手腕回转、手动腕摆、小手臂摆动、大手臂摆动、底座回转六个主要运动。

其方案装配图如图4所示。

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5. 工作计划

第1周 完成英文翻译,提交英文翻译给指导老师批阅。

英文翻译经指导老师批阅合格并确认后,译文和原文均上传至毕业设计管理系统,译文封面用标准模板。

查阅文献资料,撰写开题报告。

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