论文部分内容阅读
六自由度旋转液压伺服机器人属于一种串联形式的可重构模块化机器人,改进后的旋转液压伺服关节作为其基本元件,组成了回转和摆动模块两种基本模块,而简单利用这两种关节模块就能在一定程度上设计出具有良好运动性能的六自由度旋转液压伺服机器人构型,六自由度旋转液压伺服机器人与旋转液压伺服关节相比,不仅继承了其优点,而且能通过关节模块和连杆模块不同的组合形式大大提高机器人的可重构性和适应复杂环境的能力。针对新型旋转关节装配难度大,加工精度要求高,可能出现不对中,通入高压油可能出现泄露等情况,改进了旋转液压伺服关节,为了更好的适应实际环境和增大可重构性,设计基于此关节的回转和摆动模块,以及连杆模块、基座模块、末端执行器模块,并设计了基于这两种关节模块的六自由度旋转液压伺服机器人,本文所做具体工作如下:(1)改进了新型旋转液压伺服关节,设计了基于此关节的回转和摆动模块,并以此组成六自由度旋转液压伺服机器人,提出基于遗传算法和指数积方法相结合的六自由度旋转液压伺服机器人多种构型正逆运动学统一求解方法,并验证此方法的可行性和适应性。(2)设计了六自由度旋转液压伺服机器人连杆模块和辅助模块等模块及其组成形式,根据剔除原则选出六自由度旋转液压伺服机器人九种关节构型,通过遗传算法对评价指标函数求解,选出最优构型,用轨迹规划验证最优构型的正确性。(3)将在PROE中建好六自由度旋转液压伺服机器人简化模型导入Simmechannis生成机器人子模块,建立各模块旋转变量对时间的函数和机器人动力学模型,求出机器人驱动力,绘出动力学轨迹对比图,并将正弦函数作为输入求此机器人的工作空间。(4)利用ANSYS Workbench对六自由度旋转液压伺服机器人关键部件阀体和摆动零件进行刚柔耦合分析,对摆动零件进行静力学和疲劳分析,对叶片和密封条进行单向流固耦合分析,并分别验证其设计的合理性。