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CHENGNANCOLLEGEOFCUST毕业设计（论文）题目：机器人机械手的有限元分析及相关控制研究学生姓名：黄煌学号：201079250420班级：机电1003班专业（全称）：机械设计制造及其自动化指导教师：何建军2014年6月机器人机械手的有限元分析及相关控制研究学生姓名：黄煌学号：201079250420班级：机电1003班所在院(系):能动汽机系指导教师：何建军完成日期:荣誉誓言我保证此毕业设计（论文）成果为我本人独立完成，没有欺骗、剽窃、伪造、虚假及其他任何违反学术规范行为。我清楚不遵守这个承诺将导致零分成绩，并被通告学校相关部门，情节严重时将受到纪律处分甚至承担法律责任。承诺人（签字）：（日期）机器人机械手的有限元分析及相关控制研究机器人机械手的有限元分析及相关控制研究摘要首先，进行七自由度工业机器人机械手本体设计。然后,利用三维建模软件Soldworks进行了七自由度机器人机械手实体建模及装配，再无缝导入ANSYSWorkbench软件中。通过对机器人机械手的实体模型进行简化，建立其有限元模型，并利用有限元方法和振动理论对七自由度机器人进行静力学分析和模态分析。通过机器人机械手有限元分析结果，确定了整个机器人的系统可能存在的薄弱环节，便于以后通过增强这些薄弱的环节来提高机器人整体的性能。再者，对机器人机械手的相关控制进行了研究。给出了电源、电机驱动和主控芯片等模块的电路原理图。最后,对机器人机械手三自由度的手腕进行了样机实验。关键词：机器人，有限元分析，ANSYS，静力学分析，模态分析，机器人控制机器人机械手的有限元分析及相关控制研究THEFINITEELEMENTANALYSISANDRELATEDCONTROLRESEARCHFORTHEROBOTMANIPULATORABSTRACTFirstofall,theontologyforsevendegreesoffreedomofindustrialrobotmanipulatorwasdesigned.Then,robotmanipulatorentitymodelingandassemblywithsevendegreesoffreedomisstudiedbyusing3dmodelingsoftwareSolidworks,whichisseamlesslyintroducedintoANSYSWorkbenchsoftware.Thefiniteelementmodelisestablishedthroughthattherobotmanipulatorissimplifiedtothesolidmodel.And,byusingthefiniteelementmethodandvibrationtheory,thestaticsanalysisandmodalanalysisforrobotwithsevendegreesoffreedomwasstudied.Thefiniteelementanalysisresultsshowthatrobotmanipulatorofthewholerobotsystemmayexistweaklinks,whichishelpustoenhancetheweaklinktoimprovetheoverallperformanceoftherobotinthefuture.Moreover,relevantcontrolofrobotmanipulatorisstudied.Powersupply,motordriveandmaincontrolchipmodulecircuitprinciplediagramaregivenout.Finally,thethreedegreesoffreedommanipulatorrobotwristprototypeexperimentwascarriedout.Keywords:robot;finiteelementanalysis;ANSYS;Staticanalysis;modalanalysis;robotcontrol机器人机械手的有限元分析及相关控制研究目录1绪论.........................................................................................................................................11.1引言..............................................................................................................................11.2课题背景......................................................................................................................21.3课题目的及意义..........................................................................................................41.4国内外研究现状..........................................................................................................51.4.1机器人的发展历史以及应用现状...................................................................51.4.2我国机器人的发展现状....................................................................................61.4.3有限元法在机械系统设计中的应用现状.......................................................71.5本文主要研究内容......................................................................................................82七自由度工业机器人机械手的系统总体设计.....................................................................92.1引言..............................................................................................................................92.2机器人的结构型式.....................................................................................................102.3机器人机械手系统的基本技术要求.........................................................................102.3.1机器人机械手的自由度..................................................................................102.3.2机器人机械手的工作空间..............................................................................112.3.3机器人机械手的负载能力和速度要求..........................................................122.4机器人驱动方式和传感检测方式选择.....................................................................122.4.1机器人的驱动方式选择..................................................................................132.4.2机器人的传动系统及其传感检测方案..........................................................152.5本章小结.....................................................................................................................183七自由度机器人机械手本体设计.......................................................................................193.1引言.............................................................................................................................193.2各关节电机参数计算.................................................................................................193.2.1各关节力矩估算..............................................................................................193.2.2各关节功率估算..............................................................................................213.3减速器和传感器选型.................................................................................................22机器人机械手的有限元分析及相关控制研究3.4机器人结构设计.........................................................................................................233.4.1第七关节结构设计..........................................................................................233.4.2第六关节结构设计..........................................................................................243.4.3第一、三、五关节结构设计..........................................................................253.4.4第二、四关节结构设计.............