摘要本文在了解高速搬运机器人的发展历程、组成结构及其优缺点的基础之上，完成一 种四自由度高速并联机器人机构的运动学逆解分析，应用有限元软件 ansys 分析机构的固 有频率在工作空间的分布规律，完成部分零部件的机械结构设计和 CAD 图纸的绘制。全 文工作和取得成果如下：69387

（1）建立四自由度高速并联机器人机构的位置闭环方程，求解机构位置逆解，并通 过仿真实例验证其正确性；

（2）充分考虑高速机器人轻量化的设计准则，利用 SolidWorks 软件完成机器人的关 键零部件机械结构设计，综合考虑标准件的选型，完成整机设计。

（3）利用有限元软件 ansys workbench 分析四自由度并联机器人机构的固有频率和 振型，结果显示，4-RR(SS)2 并联机构具有良好的动态特性。

毕业论文关键词 : 高速并联机器人; 位置逆解; 有限元分析 ; 固有频率

毕 业 设 计 说 明 书 外 文 摘 要

Title Innovative design of a high speed transportation robot

Abstract

This thesis accomplished the analysis on kinematics inverse solution of a kind of high-speed transportation robot,which by means of understanding developing process,composition structure,advantages and disadvantages of the high speed transportation robot.Then This thesis analysed the natural frequency of mechanism and its distributing disciplinarian in workspace by using finite element software “ansys”,at last,i accomplished the mechanism design and CAD drawing of some spare parts.The following work has been accomplished.

（1）Establish position closed loop equation of a 4-DOF high-speed parallel robot,then  its

inverse kinematics solution are discussed,at last,prove the correctness by simulation experiment. (2)Taking  full  account  of  the  design  criterion  of  lightweight  high  speed  robot, using

SolidWorks software to complete the mechanical structure design of the key parts of the robot, considering the selection of standard parts, then the design of the whole machine is completed.

(3)Analysis the natural frequencies and vibratory-type of 4-DOF high-speed parallel robot，the results showed 4-RR(SS)2 Parallel mechanism has good dynamic characteristics.

Keywords:Parallel robot;Inverse position solution;Finite element analysis;Natural frequency

本科毕业设计说明书 第 I 页

目 录

1  绪论 1

1.1 课题研究背景和意义 1

1.2 国内外研究状况 2

1.2.1 动态特性预估技术 2

1.2.2 整机有限元建模方法 3

1.3 本文主要研究内容 3

2 运动学分析 4

2.1 引言 4

2.2 机构简介 4

2.3 位置逆解 5

2.4  算例 6

2.5  本章小结 7

3  四自由度高速并联机械手机械结构设计 8

3.1 前言 8

3.2 高速并联机械手的三维建模