面向牙刷抓取的DELTA机器人设计开题报告

 2021-08-08 12:08

1. 研究目的与意义

采用理论分析与生产实践相结合的方法,进行面向牙刷抓取的Delta机器人设计。

毕业设计的具体目的:1、通过设计Delta机器人来提高牙刷生产的效率;2、设计针对牙刷的末端执行器来提高牙刷的抓取准确性与稳定性;3、整合大学所学知识,来解决实际生产问题;4、了解Delta机器人在国内外的运用,为以后工作做准备。

本课题研究的意义:本课题对面向牙刷抓取的DELTA机器人进行了设计,其意义如下:1、牙刷是每天都会用到的日常生活用品,其需求和使用量巨大。

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2. 国内外研究现状分析

Delta并联机器人最早追溯于1985年由Clavel博士发明的三自由度运动的并联机构,其主要组成部分为静平台、主动臂、从动臂、动平台。

与其他并联机器人所不同,Delta机器人的从动臂采用的是平行四边形结构,由三个平行四边形结构所组成的运动链可以得到三个平动自由度。

其静平台和动平台都是采用的是三角形形状,后来大多数的并联机构的发展都是以此为基础衍生得来。

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3. 研究的基本内容与计划

采用理论分析与实际制造相结合的方法,进行面向牙刷抓取的Delta机器人的设计。

需要研究的内容有:1. 进行DELTA机器人的运动学分析为了方便求解空间位置,将Delta机器人进行结构上的简化。

由于平行四边形机构输入和输出边运动形式相同,所以可以将从动臂简化为一根杆;三个主动臂简化为一端为转动关节、一端为球关节的线段表示;由于转动关节分部均匀,两两之间夹角为120度,故可将静平台和动平台简化成一大一小的两个正三角形,通过几何法或解析法对其进行分析,计算其运动空间,并在MATLAB上编写正逆运动学程序进行仿真,从而验证其正确性。

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4. 研究创新点

本论文特色与创新如下:1. 在结构设计注重创新,通过采用新型结构以减少材料的消耗,并且材料质量要轻巧,经济实惠;2. 拟用万向节取代传统的球铰,使主动臂和从动臂转动角度范围更加广泛,无需另外特别制作;3. 本课题拟设计出一款四自由度的Delta机器人,拟在Z轴方向设置一电机,实现机构可以实现Z方向的转动,使该机构具有沿x,y,z三个方向平动自由度,和沿Z方向转动的自由度,总计四自由度;4.末端执行器采用夹头与气缸相配合,采用两端夹持并旋转的方法,用迷你气缸控制夹头的升降,双轴气缸负责沿牙刷轴线方向夹紧,步进电机控制牙刷沿其轴线旋转到正确位置。

以实现对牙刷的抬起和旋转。

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