基于ADAMS新型鋁錠堆垛機(jī)械手運(yùn)動學(xué)仿真與分析

針對目前我國鋁錠生產(chǎn)線中的碼垛機(jī)械手的要求設(shè)計(jì)了一種新型關(guān)節(jié)式鋁錠碼垛機(jī)械手。該機(jī)械手采用氣壓驅(qū)動,并通過抓錠結(jié)構(gòu)、夾錠結(jié)構(gòu)、壓錠結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)鋁錠的穩(wěn)定抓取、搬運(yùn)、碼放等操作。并給出了動力學(xué)計(jì)算公式以及對氣動系統(tǒng)等問題進(jìn)行的分析與研究,試驗(yàn)結(jié)果表明,該機(jī)械手能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)中所需的動作要求。

結(jié)合鋁錠的堆垛作業(yè),采用s40ma型pc機(jī),設(shè)計(jì)了鋁錠堆垛機(jī)械手模型的控制系統(tǒng),確定了i/o點(diǎn)分配及控制系統(tǒng)總圖,并給出了總梯形圖。這種技術(shù)同樣適用于其它工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)。

針對某鋁業(yè)公司提出的鋁錠連續(xù)鑄造機(jī)組中的自動堆垛機(jī)升降機(jī)構(gòu)目前存在的問題,設(shè)計(jì)一種新型升降機(jī)構(gòu),取代了原有進(jìn)口的升降機(jī)構(gòu),經(jīng)過實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行,取得了預(yù)期效果。

運(yùn)用有限元分析軟件ansys對鋁錠碼垛機(jī)器人手抓重量最重部件—上部框架在抓取鋁錠上升狀態(tài)下進(jìn)行了受力分析,探討了影響框架強(qiáng)度的參數(shù),找出了框架的危險點(diǎn),并對該框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化和校核。結(jié)果表明優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)滿足強(qiáng)度和剛度要求,減輕了機(jī)械手的重量,從而減少了生產(chǎn)成本。為今后對該機(jī)械手優(yōu)化奠定了基礎(chǔ)。

通過模擬rc-5.5型揉草機(jī)的運(yùn)動過程,研究了用仿真軟件進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的可行性。應(yīng)用adams軟件建立了rc-5.5型揉草機(jī)仿真模型,通過動態(tài)仿真,模擬實(shí)際工作狀態(tài),得到揉草機(jī)的運(yùn)動參數(shù)。另外,通過仿真得出草的運(yùn)動軌跡和速度變化曲線,經(jīng)分析得出了揉草機(jī)的切草速度和切草長度等參數(shù)。分析結(jié)果與設(shè)計(jì)要求相符,說明利用adams軟件進(jìn)行農(nóng)業(yè)機(jī)械的設(shè)計(jì)是可行的。

振動沉拔樁機(jī)是隨著振動機(jī)械的發(fā)展而發(fā)展起來的。振動沉拔樁機(jī)的主要參數(shù)包括:激振器振幅、激振器激振頻率、激振器偏心力矩、激振力、參振重量、振動功率和沉樁速度。建立三維可視化模型,基于運(yùn)動仿真分析軟件adams,在三維虛擬模型的基礎(chǔ)上制成仿真動畫進(jìn)行演示,逐步改變初始參數(shù),在不同初始狀態(tài)下,通過得到的樁機(jī)各運(yùn)動軌跡等相關(guān)曲線來分析各部件的位移、速度、加速度以及能量等的情況,從而找到結(jié)構(gòu)參數(shù)不合理的地方,做到樁機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

分析了鋁電解電容器引線焊接機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。討論了虛擬樣機(jī)技術(shù)在鋁電解電容器引線焊接機(jī)送絲機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)仿真分析中的應(yīng)用。以多體動力學(xué)分析仿真軟件adams為核心,結(jié)合pro/e建立的實(shí)體模型,經(jīng)過仿真、分析、評估送絲機(jī)構(gòu)的性能,為物理樣機(jī)的參數(shù)設(shè)計(jì)和制造提供依據(jù)。

《機(jī)械原理》課程設(shè)計(jì)是機(jī)械類專業(yè)本科生面向機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析及設(shè)計(jì)任務(wù)培養(yǎng)解決復(fù)雜工程問題能力的主要實(shí)踐過程。在傳統(tǒng)課程設(shè)計(jì)任務(wù)的基礎(chǔ)上,通過任務(wù)導(dǎo)向與自主學(xué)習(xí)相結(jié)合的方式,圍繞adams軟件\"做中學(xué)\"、機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析仿真以及含間隙機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析拓展,實(shí)現(xiàn)了課程設(shè)計(jì)的新模式、新內(nèi)容,有效提升學(xué)生對自主學(xué)習(xí)與協(xié)作、平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動理論分析以及對新問題的探索等能力。

設(shè)計(jì)一種基于凸輪運(yùn)動原理的簡易機(jī)械手夾持機(jī)構(gòu),以期將其應(yīng)用于機(jī)械臂的末端夾持裝置和管道攀爬機(jī)器人的手爪。建立夾持機(jī)構(gòu)的簡化三維模型,在adams環(huán)境下對其進(jìn)行運(yùn)動學(xué)與動力學(xué)仿真。通過adams/control接口模塊,在simulink中搭建夾持機(jī)構(gòu)的聯(lián)合仿真控制系統(tǒng),利用三閉環(huán)pid控制方法進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)與控制系統(tǒng)的聯(lián)合仿真分析。仿真結(jié)果表明,所設(shè)計(jì)的夾持機(jī)構(gòu)系統(tǒng)具有良好的動態(tài)響應(yīng)和軌跡跟蹤特性。

利用solidworks軟件對一種單槌擊鍵演奏模式的木琴演奏機(jī)械手進(jìn)行了仿真設(shè)計(jì),給出了木琴、移槌裝置、擊槌裝置和機(jī)械手支架等部分的三維造型、虛擬裝配和運(yùn)動仿真結(jié)果,提出了一種基于dsp芯片的機(jī)械手運(yùn)動控制方案。仿真結(jié)果表明:這種機(jī)械手結(jié)構(gòu)簡單,運(yùn)動靈活,演奏時能夠快速而準(zhǔn)確地定位擊鍵位置,為木琴演奏機(jī)械手的設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。

以morison公式為基礎(chǔ),研究了浮力、水阻力、附加質(zhì)量力對水下機(jī)械手的影響,結(jié)果表明,在各影響因素中,浮力影響最大,水阻力和附加質(zhì)量力引起的水動力很小.以大臂關(guān)節(jié)為例分析了不同水阻系數(shù)和附加質(zhì)量力系數(shù)對攪水力矩的影響,水阻力系數(shù)對攪水力矩的影響較大,而附加質(zhì)量力系數(shù)對攪水力矩的影響較小.

以morison公式為基礎(chǔ),研究了浮力、水阻力、附加質(zhì)量力對水下機(jī)械手的影響,結(jié)果表明,在各影響因素中,浮力影響最大,水阻力和附加質(zhì)量力引起的水動力很小.以大臂關(guān)節(jié)為例分析了不同水阻系數(shù)和附加質(zhì)量力系數(shù)對攪水力矩的影響,水阻力系數(shù)對攪水力矩的影響較大,而附加質(zhì)量力系數(shù)對攪水力矩的影響較小.

以y018型氣動鑿巖機(jī)為研究對象,利用caxa實(shí)體設(shè)計(jì)軟件實(shí)現(xiàn)了該鑿巖機(jī)的三維建模和虛擬裝配,并運(yùn)用adams軟件對該鑿巖機(jī)的沖擊機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動仿真。結(jié)果表明,虛擬樣機(jī)技術(shù)在復(fù)雜機(jī)器設(shè)計(jì)領(lǐng)域具有強(qiáng)大的優(yōu)勢和廣闊的應(yīng)用前景。

基于adams對顎式破碎機(jī)傳動機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動學(xué)分析,通過仿真分析得到動顎齒面的運(yùn)動軌跡及動顎行程特性值,解決了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法不能直觀得到設(shè)計(jì)結(jié)果的問題。提取了pev620×900型破碎機(jī)動顎水平行程、傳動角和肘板擺動角測量值,依據(jù)相應(yīng)經(jīng)驗(yàn)值判定該破碎機(jī)傳動機(jī)構(gòu)的運(yùn)動特性,為破碎機(jī)的開發(fā)和結(jié)構(gòu)參數(shù)的修改提供依據(jù)。

根據(jù)隨車吊機(jī)械臂各關(guān)節(jié)的運(yùn)動特點(diǎn)，詳細(xì)分析機(jī)械臂的運(yùn)動學(xué)模型，采用齊次變換矩陣推導(dǎo)出系統(tǒng)的正運(yùn)動學(xué)方程。針對隨車吊機(jī)械臂逆運(yùn)動學(xué)存在多解的問題，提出了一種基于改進(jìn)收縮擴(kuò)張因子的量子粒子群優(yōu)化算法，并在算法中加入混沌搜索抑制“早熟”問題。仿真結(jié)果驗(yàn)證了機(jī)械臂逆解計(jì)算的有效性。

針對一種新型兩自由度柔性并聯(lián)機(jī)械手,在含有壓電元件的有限元模型基礎(chǔ)上,基于模態(tài)理論和滑模變結(jié)構(gòu)理論,研究其振動主動控制問題。采用有限元法和模態(tài)理論建立系統(tǒng)的動力學(xué)模型。根據(jù)系統(tǒng)的性能要求,采用最優(yōu)化方法確定滑移面,基于lyapunov直接法設(shè)計(jì)滑?？刂破?。控制器能對系統(tǒng)的前幾階模態(tài)實(shí)施控制,實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的振動主動控制。仿真結(jié)果表明,該控制器可有效地抑制柔性構(gòu)件產(chǎn)生的彈性振動,減小并聯(lián)機(jī)械手動平臺的位置誤差,從而驗(yàn)證了該控制器的可行性和有效性。

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平均故障間隔時間（mtbf）是衡量數(shù)控機(jī)床的一項(xiàng)重要可靠性指標(biāo)。運(yùn)用線性回歸分析和假設(shè)檢驗(yàn)方法，對加工中心刀庫機(jī)械手早期故障間隔時間進(jìn)行研究，找出早期故障間隔時間分布模型，求出加工中心刀庫機(jī)械手早期故障間隔時間的概率密度函數(shù)、分布函數(shù)和故障函數(shù)，從而為加工中心可靠性特征量的評定和采取可靠性增長的技術(shù)措施提供理論上的依據(jù)。

堆垛機(jī)機(jī)械安全檢測裝置 有軌巷道堆垛起重機(jī)的機(jī)械安全保護(hù)裝置關(guān)系到人員、設(shè)備以及貨物的安 全，因此《jb5319.2有軌巷道堆垛起重機(jī)安全規(guī)范》針對保護(hù)裝置做出了明確規(guī)定：有軌 行道堆垛機(jī)起重機(jī)應(yīng)具備限速防墜裝置、過載保護(hù)裝置、松繩保護(hù)裝置、貨叉伸縮機(jī)構(gòu)的 安全保護(hù)。 在使用中，堆垛機(jī)不僅要按照上述彪悍尊要求具有晚上的安全保護(hù)裝置，同時，該裝置還 必須通過檢測驗(yàn)證，確認(rèn)合格。由此看來，檢測試驗(yàn)是堆垛機(jī)生產(chǎn)中不可缺少的工藝過程。 防墜機(jī)構(gòu)可靠性檢測 1技術(shù)背景 堆垛機(jī)限速防墜裝置，松繩保護(hù)裝置可通過防墜試驗(yàn)得到驗(yàn)證，《jb5319.2有軌巷道堆垛 起重機(jī)安全規(guī)范》第4.2.7.2.1b條要求，測試時“用千斤頂頂起載貨臺，放松起升鋼絲繩， 然后取掉千斤頂?！贝隧?xiàng)規(guī)定可操作性差，而且下落行程不足，也非嚴(yán)格意義上的自由下 落。 有些廠家采用以下操作方法：用桿狀物支撐載貨臺，松開鋼絲繩，人

仿生機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與功能仿真

在pro/engineer軟件中建立單螺桿泵螺桿和襯套的實(shí)體模型,進(jìn)行虛擬裝配和干涉檢查。利用pro/engineer軟件的機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析模塊(mechanism)對單螺桿泵進(jìn)行運(yùn)動仿真,通過mechanism所繪制的曲線,對螺桿上點(diǎn)的軌跡、位移、速度、加速度等運(yùn)動學(xué)分量進(jìn)行分析,從而總結(jié)單螺桿泵螺桿的運(yùn)動規(guī)律。

立體倉庫堆垛機(jī)在存取貨物的水平行走過程中,加速和減速階段會引起立柱在縱向方向發(fā)生彎曲變形,導(dǎo)致堆垛機(jī)對高層貨架的存取精度發(fā)生偏差。文章以西安科技大學(xué)學(xué)科群實(shí)驗(yàn)中心單立柱堆垛機(jī)為例,通過建立堆垛機(jī)立柱數(shù)學(xué)模型,對立柱頂端的彎曲撓度進(jìn)行計(jì)算分析,并應(yīng)用matlab軟件仿真分析了立柱頂端撓度與加速度的關(guān)系。仿真結(jié)果表明,理想狀態(tài)下,立柱頂端撓度近似與水平行走加速度成二次拋物線關(guān)系,加入隨機(jī)噪聲后,曲線某些區(qū)段發(fā)生較大變形。