基于力矩密度曲线的机械臂轻量化设计方法研究
| 中文摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 第1章 绪论 | 第9-20页 |
| 1.1 课题背景、研究目的及意义 | 第9页 |
| 1.2 国内外轻型机械臂的研究现状 | 第9-16页 |
| 1.2.1 国外轻型机械臂 | 第10-13页 |
| 1.2.2 国内轻型机械臂 | 第13-16页 |
| 1.3 机械臂的轻量化研究现状 | 第16-18页 |
| 1.3.1 结构的轻量化 | 第16-17页 |
| 1.3.2 关节驱动的轻量化 | 第17-18页 |
| 1.4 课题来源和主要研究内容 | 第18-20页 |
| 1.4.1 课题来源 | 第18-19页 |
| 1.4.2 主要研究内容 | 第19-20页 |
| 第2章 机械臂的设计要求及总体设计方案 | 第20-29页 |
| 2.1 机械臂的设计要求 | 第20-23页 |
| 2.1.1 设计指标 | 第20页 |
| 2.1.2 空间操作度指标 | 第20-23页 |
| 2.2 机械臂的总体设计方案 | 第23-28页 |
| 2.2.1 构型设计方案 | 第23-24页 |
| 2.2.2 臂杆设计方案 | 第24页 |
| 2.2.3 关节设计方案 | 第24-26页 |
| 2.2.4 轻量化整体设计方案 | 第26-28页 |
| 2.3 本章小结 | 第28-29页 |
| 第3章 机械臂的数学模型及驱动力矩密度曲线 | 第29-44页 |
| 3.1 机械臂的运动学 | 第29-35页 |
| 3.1.1 正向和逆向运动学简介 | 第29页 |
| 3.1.2 机械臂位姿的数学描述 | 第29-31页 |
| 3.1.3 改进D-H法正向运动学模型 | 第31-32页 |
| 3.1.4 逆向运动学问题 | 第32-33页 |
| 3.1.5 轨迹规划 | 第33-35页 |
| 3.2 机械臂的有限元分析模型 | 第35-36页 |
| 3.3 机械臂的动力学 | 第36-40页 |
| 3.3.1 动力学简介 | 第36页 |
| 3.3.2 拉格朗日方程 | 第36页 |
| 3.3.3 机械臂动力学模型的建立 | 第36-40页 |
| 3.4 驱动力矩密度曲线 | 第40-43页 |
| 3.5 本章小结 | 第43-44页 |
| 第4章 机械臂的轻量化设计 | 第44-79页 |
| 4.1 机械臂的拓扑结构 | 第44-48页 |
| 4.1.1 拓扑结构的确定 | 第44-45页 |
| 4.1.2 臂杆结构设计 | 第45页 |
| 4.1.3 初始关节驱动系统的确定 | 第45-47页 |
| 4.1.4 模块化关节设计 | 第47-48页 |
| 4.2 轻量化问题描述 | 第48-55页 |
| 4.2.1 设计变量的选取 | 第48-50页 |
| 4.2.2 约束条件的确定 | 第50-51页 |
| 4.2.3 基于力矩密度曲线的轻量化问题描述 | 第51-52页 |
| 4.2.4 参考设计方法的轻量化问题描述 | 第52-55页 |
| 4.3 机械臂的有限元静态结构计算 | 第55-58页 |
| 4.4 机械臂的动力学计算 | 第58-60页 |
| 4.5 机械臂的优化算例 | 第60-77页 |
| 4.5.1 杆件长度的确定 | 第60-65页 |
| 4.5.2 运动轨迹的确定 | 第65-68页 |
| 4.5.3 轻量化设计的初始数据 | 第68-70页 |
| 4.5.4 优化结果对比分析 | 第70-77页 |
| 4.6 本章小结 | 第77-79页 |
| 第5章 轻型机械臂样机试制与实验 | 第79-97页 |
| 5.1 样机试制与控制系统搭建 | 第79-81页 |
| 5.1.1 样机试制 | 第79-80页 |
| 5.1.2 控制系统搭建 | 第80-81页 |
| 5.2 机械臂的模态分析 | 第81-90页 |
| 5.2.1 仿真模态分析 | 第81-83页 |
| 5.2.2 试验模态分析理论 | 第83-84页 |
| 5.2.3 试验模态系统组成 | 第84-85页 |
| 5.2.4 机械臂试验模态的实施 | 第85-88页 |
| 5.2.5 仿真模态与试验模态结果对比分析 | 第88-90页 |
| 5.3 机械臂的动态测试实验 | 第90-96页 |
| 5.3.1 振动测试 | 第90-92页 |
| 5.3.2 关节位移、速度和力矩的测量 | 第92-96页 |
| 5.4 本章小结 | 第96-97页 |
| 第6章 总结与展望 | 第97-99页 |
| 6.1 本文总结 | 第97-98页 |
| 6.2 本文不足与展望 | 第98-99页 |
| 致谢 | 第99-100页 |
| 参考文献 | 第100-104页 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果 | 第104页 |
