六自由度液压工业机器人设计

作     者：邓熠 

作者单位：成都理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈光柱

授予年度：2017年

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：六自由度液压工业机器人 机械系统 运动学分析 动力学分析 液压驱动系统 

摘      要：随着现代科学技术的发展,应用于制造业的工业机器人得到了广泛应用。液压工业机器人由于具有传动平稳、质量轻、体积小、调速范围大和承载能力强等优点,越来越多的重视。本文运用虚拟样机技术和液压技术,设计了一台能够执行喷涂、搬运、焊接等工作的六自由度液压工业机器人。本文首先确定了六自由度液压工业机器人机械系统的总体设计方案。利用Creo3.0软件完成了六自由度液压工业机器人关键零部件设计,建立机器人整体虚拟样机模型。最后利用Ansys Workbench软件对机器人各关键零部件的结构强度与刚度进行分析与校核,以保证液压工业机器人具有良好的力学性能。六自由度液压工业机器人采用摆线液压马达作为机器人各关节驱动元件,这就使得机器人各手臂的运动速度大小受到液压系统中流量参数的影响。结合普通工业机器人运动学方程与摆线液压马达流量方程,建立了液压系统的流量参数与机器人关节变量的关系,推导出六自由度液压工业机器人运动学方程。之后利用牛顿-欧拉法原理建立六自由度液压工业机器人动力学方程,并利用ADAMS软件对机器人进行运动学和动力学仿真分析,通过仿真分析确定了六自由度液压工业机器人各手臂的运动速度、关节驱动力矩大小。计算出机器人液压驱动系统所需要的工作流量和工作压力参数,并对液压系统中各液压元器件进行选型计算,绘制符合工况的液压系统原理图,完成了六自由度液压工业机器人的液压驱动系统设计。