SCARA机器人系统是由SCARA机器人和集成对象及环境共同组成的，其中包括机器人机械系统，驱动系统，控制系统，和感知系统四的部分组成。可以说SCARA机器人的组成部分与人类极为类似。一个典型的SCARA机器人有一套可移动的身体结构、一部类似于马达的装置、一套传感系统、一个电源和一个用来控制所有这些要素的计算机“大脑”。从本质上讲，SCARA机器人是由人类制造的“动物”，它们是模仿人类和动物行为的机器。    

       根据对SCARA机器人进行本体结构设计,对关键零部件选型并计算,同时确定了传动方案。然后利用Solidworks软件遵循自下而上的原则构建SCARA机器人的实体三维模型。利用ANSYS有限元软件对大臂和小臂的受力进行分析,验证大臂和小臂满足设计要  求。

       分析SCARA机器人的结构参数,建立运动学模型,对正运动学和逆运动学求解。基于运动学的求解,讨论了 SCARA机器人在关节空间的轨迹规划问题。使用Matlab软件中机器人工具箱建立机器人运动学简化模型,对正运动学进行模拟分析,得到各关节角度位移、角速度、角加速度随时间的变化曲线,同时得到了机器人末端的轨迹,从而验证了数学模型建立的正确性。

       在运动学分析的前提条件下,对SCARA机器人的动态性能进行理论分析。通过对比机器人常用的动力学建模方法,选择拉格朗日方法对SCARA机器人进行动力学的建模。

       利用虚拟样机技术,将Solidworks软件建立的三维模型导入到ADAJMS软件中。通过ADAMS分析软件对SCARA机器人进行运动学和动力学仿真分析,得出各关节仿真结果,根据各关节的力、速度、加速度曲线以及受力分析来验证设计的合理性和实用性。结果表明经过仿真获得的参数与实际参数很接近,证实了建立的运动学和动力学方程结果的正确性以及结构设计的合理性。对运动学和动力学的分析可以为机器人的可靠性设计提供了理论基础,同时对结构进行优化,发现设计中存在的问题,提高传动精度。 


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