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    摘要随着机械臂技术的飞速发展，其运用场所也越来越广泛，同时面对的工作环境也越来越复杂和非结构化，传统的机械臂已经不能满足工作要求，迫切需要研究新型机械臂用于解决该问题。因此本课题研究十二关节“象鼻”机器臂。本文首先介绍“象鼻”机器臂研究意义和发展现状等，然后介绍了本课题的主要研究内容。针对十二关节机械臂的结构特点，总结前人的研究成果，应用 SolidWorks 软件完成总体结构设计，即采用模块化设计的思想设计十二个关节，每个关节包括一个电机两个磁粉离合器，通过控制离合器控制关节的扭转和弯曲。然后对每个关节进行模拟仿真、运动分析等验证结构的合理性。   28648
    毕业论文关键词  机械臂 磁粉离合器 伺服电机 运动分析
    Title   The principle of the mechanism of the mechanism and   concept design of the “trunk” robot arm       
    Abstract With the rapid development of robotic technology, the use of space is more and more  widely, and  the  working environment  is  more  complex  and  unstructured, traditional robot arm has been unable to meet the work requirements, a new type of robot arm used to solve the problem need to be studied urgently. Therefore, the  target of this project  is  the twelve joint  "trunk"  robot  arm.  This paper first introduces the research significance and development status of the "trunk" robot arm, and then introduces the main contents.  According to the structure characteristics of the twelve joints, this paper summarizes the results of previous studies, using SolidWorks to complete the overall structure design. The design of the twelve joint adopts the idea of modular design.  Each joint includes a motor and two  magnetic powder clutch.  It can control the torsion and bending of the joint by controlling the magnetic powder clutch. The simulation, motion analysis for each joint can test the rationality of the structure.   Keywords    robotic arm, magnetic powder clutch, servo motor, motion analysis 
    目次
    1绪论..1
    1.1研究意义及目的1
    1.2国内外研究现状1
    1.3本课题主要研究内容..4
    2机械臂结构组成.5
    2.1机械臂系统组成5
    2.2机械臂关节结构设计..6
    2.3角位移传感器.13
    2.4本章小结..15
    3磁粉离合器的设计.16
    3.1磁粉离合器原理..16
    3.2磁粉离合器优点..17
    3.3磁粉离合器的结构设计..18
    3.4本章小结..19
    4驱动电机的选取20
    4.1驱动电机的分类..20
    4.2驱动电机容量选择计算..22
    4.3本章小结..25
    5减速器的选取..26
    5.1减速器简介26
    5.2减速器的选取.26
    5.3减速器安装方法..28
    5.4本章小结..28
    6机械臂关键部件强度校核.30
    6.1轴的强度校核.30
    6.2齿轮的强度校核..31
    6.3部分部件有限元分析.31
    6.4本章小结..38
    结论..39
    致谢..40
    参考文献41
    1  绪论 1.1  研究意义及目的 所谓机械手臂是具有通过模拟人类手臂来完成各种工作任务的功能的一类自动控制设备，其系统有多关节连接且允许在二文平面或三文空间内运动或线性位移移动。机械臂在结构上由机械结构、控制单元、传感器和伺服机构所组成，并根据任务要求给其设定一定的动作。由于机械臂具有精度高、易控制等的特点，所以其应用较为广泛。从传统制造业到农业、航天领域等都有机械手臂的身影。但随着机械臂的应用领域愈加广泛，其面临的任务环境也愈加复杂和非结构化[1]。由于其工作空间狭小和存在不确定障碍物的限制，传统的由刚性构件组成的离散关节型机械臂很难完成这类任务。 这已成为上述领域机械臂发展的一个技术瓶预,因此迫切需要研究新型的机械臂解决该问题。为此，一些机械臂领域研究学者提出了冗余自由度机器臂的概念。冗余自由度机器臂，是指其自由度数多于完成某一工作任务所需最少自由度数的机器臂[2]。当冗余自由度机器臂末端关节位置确定之后，其余关节的位置可以随意变动，或者说此时机械臂有无穷多个形状，即冗余自由度机器臂能够在末端关节的位置不变的条件下，随意改变形状。这个变动称为冗余自由度机器臂的自运动，该性质称为机械臂的冗余特性[3]。正因为该特性，冗余自由度机器臂提高了灵活度、避障能力和可操作性的同时克服了传统机器臂机动性、环境适应性差等缺点[4]。利用冗余度改善机械臂运动学和动力学性能的研究受到了研究学者的广泛关注,并取得了令人瞩目的研究成果[5]。因此本课题十二关节“象鼻”机械臂的研究很有应用前景和意义。
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