串联机械臂的设计与仿真分析
| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 1 绪论 | 第9-17页 |
| 1.1 课题来源及研究意义 | 第9-10页 |
| 1.2 智能机器人研究概况 | 第10-16页 |
| 1.2.1 国外智能机器人研究现状 | 第11-14页 |
| 1.2.2 国内服务机器人研究现状 | 第14-16页 |
| 1.3 本文的研究内容 | 第16-17页 |
| 2 串联机械臂结构设计 | 第17-22页 |
| 2.1 引言 | 第17页 |
| 2.2 自由度和机械结构说明 | 第17-18页 |
| 2.2.1 自由度 | 第17页 |
| 2.2.2 重复定位精度 | 第17-18页 |
| 2.2.3 工作空间 | 第18页 |
| 2.2.4 最大工作速度 | 第18页 |
| 2.2.5 承载能力 | 第18页 |
| 2.3 轻型臂的构型选择 | 第18-22页 |
| 2.3.1 人臂运动机理 | 第18-19页 |
| 2.3.2 机械臂构型分析 | 第19页 |
| 2.3.3 机械臂关节分布 | 第19-20页 |
| 2.3.4 构型尺寸 | 第20-22页 |
| 3 机械臂动力学计算与驱动部件配置 | 第22-27页 |
| 3.1 动力学计算 | 第22-25页 |
| 3.2 驱动部件选型 | 第25-27页 |
| 4 机械臂的机械设计 | 第27-44页 |
| 4.1 机械臂的结构设计方案 | 第27-29页 |
| 4.1.1 整体设计方案 | 第27页 |
| 4.1.2 传动机构方案 | 第27-28页 |
| 4.1.3 关节结构方案 | 第28-29页 |
| 4.2 机械臂连杆设计与三维模型的建立 | 第29-33页 |
| 4.2.1 底座的设计 | 第30-31页 |
| 4.2.2 肩部回转部件的设计与优化 | 第31页 |
| 4.2.3 大臂的设计与优化 | 第31-32页 |
| 4.2.4 小臂的设计与优化 | 第32-33页 |
| 4.3 机械臂整机模型的建立与仿真 | 第33-36页 |
| 4.3.1 机械臂整机装配模型 | 第33-34页 |
| 4.3.2 UG 运动仿真 | 第34-35页 |
| 4.3.3 ADAMS 运动学仿真 | 第35-36页 |
| 4.4 ANSYS 有限元分析 | 第36-42页 |
| 4.4.1 关键部件静力学分析 | 第36-37页 |
| 4.4.2 整机模态分析 | 第37-42页 |
| 4.5 末端夹持手的设计及模型 | 第42-44页 |
| 4.5.1 夹持手结构 | 第42-43页 |
| 4.5.2 机械手控制 | 第43页 |
| 4.5.3 舵机选型 | 第43-44页 |
| 5 控制系统设计 | 第44-51页 |
| 5.1 驱动器模块设计 | 第44-48页 |
| 5.1.1 TLE6209 简介 | 第44页 |
| 5.1.2 内部结构和引脚说明 | 第44-45页 |
| 5.1.3 功能描述 | 第45-48页 |
| 5.2 控制模块的设计 | 第48-51页 |
| 5.2.1 简介 | 第48页 |
| 5.2.2 丰富的接口端 | 第48-49页 |
| 5.2.3 功能描述 | 第49-51页 |
| 6 机械臂运动学分析 | 第51-69页 |
| 6.1 机器人位姿描述 | 第51-56页 |
| 6.1.1 位置描述 | 第51-53页 |
| 6.1.2 映射：从坐标系到坐标系的变换 | 第53-56页 |
| 6.2 机器人运动学方程建立 | 第56-59页 |
| 6.2.1 连杆参数和连杆坐标系 | 第56-58页 |
| 6.2.2 连杆变换 | 第58-59页 |
| 6.2.3 运动学方程 | 第59页 |
| 6.3 数学模型的建立 | 第59-66页 |
| 6.3.1 运动学正解 | 第60-61页 |
| 6.3.2 机械臂正运动学仿真 | 第61-62页 |
| 6.3.3 运动学逆解 | 第62-65页 |
| 6.3.4 机械臂逆运动学仿真 | 第65-66页 |
| 6.4 关节的转动范围和运动空间的确定 | 第66-69页 |
| 7 机械臂轨迹规划 | 第69-79页 |
| 7.1 概述 | 第69-70页 |
| 7.2 关节空间轨迹规划 | 第70-76页 |
| 7.3 笛卡尔空间轨迹规划 | 第76-78页 |
| 7.4 本章总结 | 第78-79页 |
| 8 结论 | 第79-80页 |
| 参考文献 | 第80-83页 |
| 致谢 | 第83页 |
