液压驱动机械臂设计及其仿真研究

作     者：王佞 

作者单位：华北电力大学 

学位级别：硕士

导师姓名：祝晓燕;孔欣欣

授予年度：2011年

学科分类：080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 

主      题：机械臂 仿真 液压 SolidWorks 应力分析 

摘      要：机械臂作为机器人最主要的执行机构,对于它的研究有着重要的意义。在工业生产中,机械臂得到广泛的应用。它是能够模仿人的上肢的部分运动与功能,按照预定要求进行操作的的自动化设备。它可以代替人手的繁重劳动,减轻工人劳动强度,提高生产效率和自动化水平。当前,机械臂的研究可以与计算机仿真有机结合起来,以计算机为工具,以相似原理、仿真技术、系统技术及其应用领域有关的专业技术为基础,利用系统模型对设计结果进行试验研究。 本文在广泛调研了相关资料与信息,了解了当前流行的技术后,确定了自动化生产线上,送料机械臂的工作范围,性能参数以及设计要求和目标。针对设计要求提出了设计方案,对方案进行了分析比较后,最终确定采用液压驱动形式,设计四自由度的自动送料机械臂。设计内容包括机构设计、传动系统设计、控制系统设计、平衡系统设计以及设计参数和校核计算。 根据理论设计结果,本课题利用SolidWorks软件对机械臂主要零部件进行三维实体造型,并在此基础上进行各个部件的虚拟装配。然后应用SolidWorks的COSMOSXpress模块对主要零部件进行有限元分析,得到最大应力值,最大变形量以及最大应力所产生的位置等数据结果,从而可以利用应力分析结果判断目前的设计是否满足现实情况下的工作要求,继而给出对应的改善机构设计的措施。操作起来简单、快捷、实用。最后运用SolidWorks软件中的运动仿真插件COSMOSMofion实现了对整个机构的运动仿真。