开题答辩-张保振

水平多关节装配机器人设计与仿真

报

告

人：张保振

指导教师：田行斌2016年03月13日2012级本科生开题报告燕山大学

研究现状1目录

研究内容2

研究步骤3

研究进度4

研究计划5

参考文献6

研究现状1SCARA第一台诞生1978年近些年以来爱普生典型产品

研究现状120世纪60年代单一手臂到多手臂发展

研究现状1单一手爪向多手爪发展

研究内容2◆确定各关节自由度及类型；◆确定机械本体及各零部件尺寸机构设计参数确定三维仿真步态分析◆确定电机型号；◆确定减速机构◆三维实体造型；◆受力分析、强度校核、稳定性分析◆位移、速度、加速度分析；◆各关节运动轨迹规划

研究内容2拟解决的主要问题受力分析、强度校核、稳定性分析三维仿真、动作模拟◆建立简化模型◆观察各关节SCARA机器人的运动状态

研究步骤3明确性能要求二维及三维绘图确定研究内容及要解决的关键问题初步确定机械结构、各零部件尺寸形状各关节轨迹规划、动态分析研究现状受力分析计算自重负载负载步速建模仿真合理选择驱动方式及减速机构了解题目要求

研究进度44.1机构设计

初步构想

研究进度44.1方案讨论两种形式均可实现手爪的上下移动。经对比，方案一所需电机更为精小，价格更为便宜，故选方案一方案一：

方案二：基座大臂小臂升降轴

研究进度44.1结构简图

研究进度44.1臂部放大结构图

研究进度44.1基座放大结构简图

研究进度44.2基座电机选择

研究进度44.2肘关节电机选择使小臂从ω=0转到ω0=300，所需的时间为Δt≈0.03s则T2=J2*ω=J2*(ω-ω0)/Δt=12.17N·m假定T2­=15N·m手臂静负载功率

取减速比i=16减速器选用二级同轴式电动机额定功率PE>P

选择西门子电机，型号为1LG0。

研究进度44.2电机选择电动机型号额定电压（V）额定功率（W）转速（r/min）额定电流（A）频率（Hz）1LG0-803803024000.0850

研究计划5

2015.3.2~2015.3.8：制定任务计划，查阅相关资料文献；2015.3.9~2015.3.13：整理资料文献，明确研究内容，确定研究方案及要解决的关键问题。着手写文献综述和开题报告；2015.3.14~2015.3.17：撰写文献综述和开题报告，翻译外文文献；2015.3.18~2015.3.23：初步完成文献综述和开题报告，制作开题答辩PPT；2015.3.24~2015.3.28：修改完善文献综述和开题报告，准备开题答辩；2015.3.29~2015.4.1：进行水平多关节机器人的结构设计（手臂、机体等）。初步确定机器人的尺寸、负载、关节转矩、减速比等参数；2015.4.2~2015.4.5：验证各参数的合理性，进行受力分析、参数校核等；2015.4.6~2015.4.9：进行手臂的二维设计，用CAXA绘制二维图；2015.4.10~2015.4.15：进行机械本体的二维设计；2015.4.16~2015.4.20：绘制其他零部件的二维图；2015.4.21~2015.4.25：完成二维图绘制及二维装配图；2015.4.26~2015.4.30：编写设计说明书；研究计划

研究计划5

2015.5.1~2015.5.8：修改编写设计说明书，制作PPT，准备中期答辩；2015.5.9~2015.13：用Solidworks绘制三维图；2015.5.14~2015.5.17：用Solidworks绘制三维图；2015.5.18~2015.5.21：制作完成三维装配图和爆炸视图；2015.5.22~2015.5.31：水平多关节机器人的运动仿真、进行仿真和分析；2015.6.1~2015.6.9：修改完善设计说明书；2015.6.10~2015.6.15：整理检查并打印二维图；2015.6.16~2015.6.20：检查二维图图纸，三维图和仿真结果，完成设计说明书和终期答辩PPT；2015.6.21~2015.6.25：准备终期答辩，制作终期答辩PPT；2015.6.26~2015.6.27：准备终期答辩。研究计划

参考文献6[1].Makino,Hiroshi.DevelopmentoftheSCARA.JournalofRoboticsandMechatronics,v26,n1,p5-8,February2014;ISSN:09153942,E-ISSN:18838049;Publisher:FujiTechnologyPress2014[2].SCARArobots:StillspeedyanddependableNunes,JanineSource:RoboticsWorld,v23,n3,p4-5,April2005;ISSN:10534644;Publisher:DouglasPublications[3].董欣胜.装配机器人的现状与发展趋势[4].王健强,程汀SCARA机器人结构设计及轨迹规划算法合肥工业大学机械与汽车工程学院,安徽合肥230009[5].DevelopmentofSCARAtypecleanrobotAkaha,KazushigeSource:RobotTokyo,n109,p33-38,Mar1996;Language:Japanese;ISSN:03871940;Publisher:JIRA

参考文献6[6].陶友传SCARA装配机器人的应用(武汉数字工程研究所)[7].爱普生公司简介[8].马什哈德，马什哈德，伊朗基于软计算与智能信息处理中心，机械工程系，菲尔多西大学工业应用的一种经济的SCARA机器人的设计[9].王海霞，李志宏，吴清锋.工业机器人在制造业中的应用和发展.广东产品质量监督检验研究院，广东佛山528300[10].卢军，郑国穗，马金锋，刘杰.SCARA机器人结构优化设计与运动分析.陕西科技大学机电工程学院，陕西西安710021.[11].卢坤媛，王吉岱，李庆等.新型步足机器人的腿机构设计.机械设计与制造.2010，（3）：38-40[12].马宗利，李华，王建明等.四足机器人结构设计与仿真分析.机械设计.2012,29（7）：34-36[13].姬昌瑞，王润孝，罗振元等.复杂环境下作业四足机器人外形结构设计研究.中国制造业信息化.2008,37（1）：43-46[14].张锦荣，赵茜.四足机器人结构设计与运动学分析.现代制造工程.2009，（8）：146-148[15].FourdegreesoffreedomSCARArobotmodelingandsimulationSource:Proceedings-2014InternationalSymposiumonComputer,ConsumerandControl,IS3C2014,p410-412,2014,Proceedings-2014InternationalSymposiumonComputer,ConsumerandControl,IS3C2014;ISBN-13:9781479952779;DOI:10.1109/IS3C.2014.113;Articlenumber:6845905;Conference:2ndInternationalSymposiumonComputer,ConsumerandControl,IS3C2014,June10,2014-June12,2014;Sponsor:CollegeofElectricandControlEngineering