码垛机器人运动学分析与仿真

正运动 学求解 ， 到 了各关 节变量与末端位置运动 方程 ， 得 并应 用 Ａ Ａ Ｄ ＭＳ软件对机 器人 进行运动 学仿 真分析。 真结果验 仿 证 了理论推导的正确性 ， 为以后机 器人 的静 、 态特性分析做参考 。 动
关键词 ： 码垛 机 器 人
中图 分 类 号 ：Ｐ ４ Ｔ ２２
４ 结ห้องสมุดไป่ตู้论
１ 利 用 Ｐ ｏ Ｅ参 数 化 建 模 方 法 ， 得 建 模 更 加 快 ） ｒ／ 使
张朝 晖主编． Ｎ Ｙ １ ． 结构分析工程应用实例解析 ［ ． Ａ Ｓ Ｓ １０ Ｍ】
北 京 ： 械 工 业 出 版 社 ，０ ８ 机 ２０ ．
孙桓， 陈作模． 机械原理［ ． Ｍ】北京 ： 高等教育 出版社 ，０ １ ２０． 濮 良贵 ， 纪名刚． 机械设计 ［ ． Ｍ】北京： 高等教育出版社 ，
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术 ， 别 是 机 器 人 码 垛 技 术 以其 在 机 械 结 构 、 用 范 特 适 围 、 备 占地 空 间 、 活 性 、 本 以 及 维 护 等 方 面 的 优 设 灵 成
势 使 其 应 用 渐 为 广 泛 ， 成 为 一 种 发 展 趋 势 。 器 人 运 并 机 动 学 分 析 的 目的 是 分 析 机 器 人 是 否 能 够 满 足 工 作 的 要
杨小兰 ， 刘极峰， 陈施 ． 基于 Ａ Ｓ Ｓ的有 限元 法网格划分 ＮＹ 浅析 【］煤矿机械 ，０ ５ ２ （ ）３ ３ ． Ｊ． ２ ０ ，６ １： ８— ９ 卜 忠红， 更， 刘 吴立言， 基 于线性规划法 的齿轮 啮合刚 等． 度与载荷分布计算的改进方法 ［１机械科学与技术 ，０ ８ Ｊ． ２０ ，
码 垛 机 器 人 运 动 学 分 析 真 与
口 芮执 元 口 刘 涛
兰 州 理 工 大 学 机 电工 程 学 院 兰 州 ７ ０ ５ ３００
摘
要 ：高速 重载码垛机 器人 属有 色冶金领域 关键 共性技 术。 以铝锭 连铸生产线 专用型层码垛机 器人 为研究对 象，
设 计 开发 了一 台４自由度 关 节 型 码 垛 机 器 人 ， 采 用 Ｄ—Ｈ 法 对 该 机 器人 的运 动 学 方 程 进 行 研 究 分析 ， 并 对机 器人 运 动 进行
２ （ １ ： ３ ５—１ ６ ． ７ １）１６ ３８
Ｆ． Ｌ＿ Ｌ ｔｉ ，Ｉ ｉｖ ｎ ．Ｇｏ ｚ ｌ ｚ— Ｐｅ ｅ ，Ａ． Ｆｕ ｎ ｅ ， ｅａ． Ｄｅ ｉｎ， ｎ ａｅ ｒｚ ｅ ｔｓ ｔ１ ｓｇ Ｇｅ ｒ ｔｏ ｎｄＳ ｒ ｓ ｎｅ ａｉｎ ａ ｔｅ ｓＡｎａｙ ｉ ｆ ｃ ａ ｉｅｗｉｈ Ｈｅｉａ— ｌ ｓｓｏ ｅＧｅ ｒＤｒｖ ｔ ｌｃ ｌ Ｆａ
２０ ． ０１
捷 ， 利 用 Ｐ ｏ Ｅ 与 ＡＮＳ 且 ｒ／ ＹＳ的 专 用 接 口 ， 得 模 型 的 使 导 入 更 加 方 便 、 确 ， 以 看 出 ＡＮＳ 准 可 ＹＳ进 行 有 限 元 接 触 分 析 的是 非 常 精 确 ， 齿 轮 的优 化设 计 提供 了理 论 为
参考。 ２） 用 以 上 设 置 ， 利 ＡＮＳ ＹＳ 在 求 解 接 触 问 题 时 能 获 得 更 精 确 的 解 ， 用 ＡＮＳ 利 ＹＳ 通 过 静 力 分 析 来 完 成
的原 因。
Ｐｎｏ ［ ］Ｃ ｍｐ ｔ Ｍｅ ｏ ｓ ｐ １ ｅ ｈ ｎ ｒ ，０ ５ １ ４ ｉｉ Ｊ ． ｏ ｕ． ｔ ｄ ｐ．Ｍ ｃ ．Ｅ ｇｇ ２ ０ ，９ ： ｎ ｈ Ａ
３８ ７０ — ３ ０１ ９ ． Ｆ． Ｌ． Ｌ ｔｉ ， Ａ． Ｆ ｎ ｅ ， Ｉ Ｇｏ ａｅ ｉｖ ｎ ｕｅ ｔｓ ． ｎｚｌ ｚ— Ｐ ｒ ｚ ｔ１ Ｈａ ｓ — ｅ ｅ ，ｅ ａ． ｎｄ ｃ
建 立 了 ６自 由 度 喷 涂 机 器 人 的 运 动 学 模 型 ， 利 用 消 元 并 法 简 化 了 运 动 学 逆 解 的 求 解 过 程 ， 用 ＡＤＡＭＳ进 行 并
求 ， 器 人 运 动 学 分 析 的 方 法 主 要 有 Ｄ—Ｈ 法 、 机 回转 变
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ｋ甘 肃 省 振 兴 装 备 制 造 业 重 大 扶 持 项 目（ 号 ： Ｇ ０ ７一Ａ ２—０ １ ４ 编 Ｚ Ｓ４ ５ ０ —０ ） 甘 肃 省 自然 科 学 基 金 资 助 项 目（ 号 ：９ １ＩＡ ９ ） 编 ０ ６ＬＺ ０ ９ 收 稿 日期 ：０ ９ ｌ月 ２０年 １
模 型 ， 在 ＶＳ ＮＥ 并 ． Ｔ平 台 上 用 组 件 技 术 实 现 仿 真 ， 果 结 验 证 了算 法 的正 确 性 。 汉 科 技 大 学 的 刘 光 临 、 辉 等 武 安 人 运 用 矩 阵 法 对 球 齿 轮 机 构 的 机 械 手 进 行 运 动 学 分 析 ， 用 Ｐｏ Ｅ进行 运 动 学 分 析 ， 到 仿 真 曲线 。 南 并 ｒ／ 得 华 理 工 大 学 的 曾 华 森 、 存 禧 等 人 运 用 回 转 变 换 张 量 法 谢
对 连 续 啮 合 动 态 过 程 的 仿 真 ， 短 计 算 时 间 ， 省 成 缩 节
本 。
３ 可 以更 清 楚 地 了解 齿 轮 所 受 接 触 应 力 的变 化 ） 规 律 ， 以看 出 ， 触 应 力 在 单 齿 啮 合 阶 段 是 相 对 较 可 接 大 的 ， 在 节 线 靠 近 齿 根 的 部 分 接 触 应 力 达 到 最 大 且 值 ， 远 离 节 线 的齿 顶部 位 ， 触应 力 相 对 较 小 ， 就 在 接 这 是 为什 么 点 蚀 一 般 发 生 在 节 线 附 近 靠 近 齿 根 的部 位
运动学
Ａ Ａ Ｄ ＭＳ
文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ０—４ ９ （０ ０ ０ ０ ０ １０ ９ ８２ １ ）４— ０ ７—０ ４
码 垛 技 术 是 物 流 自动 化 技 术 领 域 的 一 门 新 兴 技
换 张 量 法 、 阵 法 等 。 南 理 工 大 学 的 王 浩 、 青 松 等 矩 华 周 人 采 用 Ｄ —Ｈ 法 建 立 了６自 由 度 喷 涂 机 器 人 的 运 动 学