四自由度關節(jié)機械臂運動仿真研究.pdf

1、隨著工業(yè)自動化水平的提高，越來越多的工業(yè)生產線采用機械臂代替工人進行作業(yè)。其中關節(jié)機械臂因其結構緊湊、靈活性大、占地面積小、工作空間大等優(yōu)點而得到了廣泛應用。以汽車變速箱齒輪加工生產線中的零件傳送環(huán)節(jié)為例，本文設計了一臺應用于該生產線負責搬運齒輪至多個工位完成加工的四自由度關節(jié)機械臂并對其進行研究。
　　首先，對機械臂運動學進行了研究。利用D-H法建立四自由度機械臂數學模型，推導出了正運動學方程，并進行了逆運動學分析。利用Matl

2、ab中的Robotics Toolbox建立了機械臂三維模型，驗證了運動學正、逆解的正確性。采用蒙特卡洛法得到了由隨機點構成的機械臂工作空間點云圖及其各截面圖，并從截面圖上判斷工作空間是否存在空洞與空腔，進而驗證了該機械臂幾何參數設計滿足工業(yè)現場的要求。利用雅克比矩陣求解出了最小條件數，得出該機械臂在工作空間內運動靈活性良好。
　　其次，介紹了研究動力學的幾種方法，選用拉格朗日法建立機械臂動力學方程，并求解了勢能及動能。在Pro/