3.2.1 并联机械手实体建模 8

3.2.2 并联机械手装配 11

4  有限元分析 12

4.1 引言 12

第 II 页 本科毕业设计说明书

4.2 有限元分析方法 12

4.3 SolidWorks  与 ANSYS  的数据交换 13

4.4 ANSYS workbench 导入实体 13

4.5 模态分析 15

4.6 本章小结 19

5 全文总结 20

5.1  结论 20

5.2  工作展望 21

致 谢 21

参 考 文 献 22

1 绪论

1.1 课题研究背景和意义

现如今，在轻工业和电子制造等诸多新兴行业中，生产效率的高低往往对企业的生存起 到至关重要的作用，所以导致了大部分企业需要将分级、分拣、分装等操作在较短的时间里 尽快完成。但是传统的人工操作方式由于往往效率低等诸多因素，长期的高强度、高速度精 确操作几乎不可能完成，而在某些行业，诸如食品、医药方面，国家一直极度重视，且这些行业对民 生问题也会造成巨大的影响，所以高速并联机器人领域的开发与研究刻不容缓。

当前的高速并联机器人采用的结构都是轻臂型的，它具备的特点就是性能好、速度快且精度十 分高。在高速物料和分检这两个领域，大部分公司都对高速并联机器人进行了商业化推广和 使用，下面我们要介绍介绍几个典型的公司，首先就是 ABB 公司，他们公司最具代表性的 就是 IRB340（见图 1-1），而此种机器人使用了 Delta 机构；然后值得一提的就是 SIG 公司， 他们最具有代表性的商业机器人就是 CE33 机械手 （见图 1-2）等。最后一个必须重点提及 的就是 Adept 公司，他们在前人的基础上，也就是利用了 Delta 机构然后研发了高速四自由 度并联机器人（现如今闻名于世的 Quattro s650（见图 1-3） 系列）。论文网

斯勒工厂用于车轮螺栓抓取

纵观这些高速并联机械手，我们可以发现，其中最为著名的就是 Delta 机构[1][2][3]，而这 个机构是由 Clavel 博士发明的。由于知识产权的因素，法国一家名叫 LIRMM[4]的公司研制出 一种新型机构，也就是 H4 机械手。在 H4 基础上，一些学者又提出了三个目前应用极其广泛 的机构：14L[5]、14R[6]和 Par4[7]机械手。

由于我们国家是发展中国家，正处于社会转型这个重要的时期，每年的劳动力成本都在

大幅度增加，而国民对于食品卫生的要求也越来越高，所以这对于我国的发展和进步具有十 分重要的意义．

针对我国高速并联机器人领域目前正处于起步阶段，而国家目前也把对当前领域的探索 与研发放在了一个重要的地位，并给予一定的资金支持开发与研究，可以预知该行业的前景 必然一片大好。

1.2 国内外研究状况

1.2.1 动态特性预估技术

1.2.2 整机有限元建模方法

1.3 本文主要研究内容

本文主要研究一种四自由度高速搬运并联机器手，首先建立四自由度高速搬运并联机器 手的位置闭环方程，最后通过数学演算与分析得到其位置逆解，再利用有限元软件完成对机 构的固有频率分析，最后完成高速并联机械手的零部件机械结构设计、并绘制相应 CAD 图纸。文献综述