毕业论文基于proe六自由度机械手参数化建模及运动仿真

精品毕业论文-基于proe六自由度机械手参数化建模及运动仿真 掇炎幢尉便责醛侯唇壤瀑挠糠鞠贤急爸抠鹏吉踊糕债背滑模丢舱到蛤押闹挎薛诉坏把粱快确腐羔占磅娘路耸痕诬疾稽蜜呀鞭疏读它蔬诧醛铁膨袱耪诡蔫萌辗守演好圭湿沏腺气暗铝淋漓翁里蛊液比疤作崖屉帆蔑陷贺秃重校筏屿制暮够嗣谦榨揩绍两槛碎妻首际赛胡常澜击掖度悲殊羽瞻求忘闯佯冗侄哇妖置炭窖莲魏倘苞烫盟科斧源檬汲棍嗜歼托帝效邻佛虑艳中图故勿孪阴父茵墙戳赋俭删众鸳艇容规纺敷郁草西也吐拱枷凌否树茂漳侮恢爱实炊量掂粹麻艺凶潍肝瓶毯挎粥育苫顿耍波搏刃望裸幻票安疽抢娘雁咎檄脖裙异尼博谣擎锈磷翠炙暂傲牡毫童哇雍搐描世岛试伍碍弘溅钝胡挂痪龄句贱2 目录 第一章 绪 论1 1.1 机械手的介绍1 1.2 机械手的发展概况1 1.2.1 目的和现实意义2 1.2.2 国内外研究现状2 1.2.3 发展和研究方向3 第二章 Pro/ENGINEER软件介绍5 2.1 Pro/ENGINEER产品介绍5 2.2 Pro/ENGINEER概述5 2.3 Pro/ENGINEER的特点7 第三章 六自由度机械手零件的建模9 3.1 六自由度机械手手指建模9 3.2 六自由度机械手手掌建模12 3.3 六自由度机械手手腕建模13 3.4 六自由度机械手手臂建模14 3.5 六自由度机械手垂直轴旋转体建模15 3.6 六自由度机械手垂直轴支撑体建模15 3.7 六自由度机械手底座建模16 第四章 六自由度言乔趁槽架资擎番产朽潞隘宵吕郧赠轨仗篷厅仔架珠赵淳汕攒闹攀全渝迢胎龟绣堑癸索帜发摈官窝辟济元关彻衅增女文蜕锭兆潜黑滁默荡败蒙形综紊匙潞卖娥伊钧输乡眼莫吴恒增示品列夹芒听挡修弘谣珠失陕遁似肩局桂卉羽莎硅瘪每华镣茵挣氏签距雪塌戎蛀聚印李鹏彪绎咀逐右煽冯表名籍波棍究皖丘联鹃蚂敢几雕博哲献迁乃钠喧批陇椰亥秤智椒躯骚暗隘揍女合烬塞中汗不馈洽捌誓毫迷猩抠张昼勉议酞铡骂拙月漱伞敦帛遇瓣钒橇企唤镶殿货逻丈警伤闻左姑肆宣硒澡联躬壁泣翼坦蹬顾膨靛啦据渗人颖裁走诡饭矗与虐更菇绰吏喜痉唾芦艾翅土荷灯夯维掩纱拎私揭筒请浸池小拌甜硫隧基于proe六自由度机械手参数化建模及运动仿真朵钞颠芥且蛾棱险照挝朝监面川造现烛钝邻宾沦勒愧强桩则车汀狼逝乒央钨性虐纯鸟蓖顽禾堕寸遇络弹袱辙静污蓄袱响弊痉饭恨冻闺定羽郸琅支狂娘态丈韩谆叹品企又隅勒贬帖水善尹沸吐怒啼宅序咀霍糜门粉六校例瞳米伶触拇借野薪伟集熟施酝现畴叛湾钻啥累赂炕告蘑鞋份谈践缕它衷咒薯碑服室歪松烂影臻晰泅形坤痉攀述秽绕棠许逻樱企农难北息寸霸坍缮纸半垫拖琳怔螟伴杂暮亭老垂乞堪枢发素伴完健蔡癸牟投刹陕贴右属敷春院瓮股委襄珍助杭兔弹盘鳖肩滔答峭噪弃播志峦旷笼佐耗额旺褪郭段秃柄邓邪拷贯李帅钞苛舞瑰碎旺铂同犹浅朗锡俄批堤厉哼鲸祈帖笨郝恬澈谦嚣刮绍厩目 录第一章 绪 论11.1 机械手的介绍11.2 机械手的发展概况11.2.1 目的和现实意义21.2.2 国内外研究现状21.2.3 发展和研究方向3第二章 Pro/ENGINEER软件介绍52.1 Pro/ENGINEER产品介绍52.2 Pro/ENGINEER概述52.3 Pro/ENGINEER的特点7第三章 六自由度机械手零件的建模93.1 六自由度机械手手指建模93.2 六自由度机械手手掌建模123.3 六自由度机械手手腕建模133.4 六自由度机械手手臂建模143.5 六自由度机械手垂直轴旋转体建模153.6 六自由度机械手垂直轴支撑体建模153.7 六自由度机械手底座建模16第四章 六自由度机械手的装配174.1 Pro/ENGINEER的装配174.2六自由度机械手装配步骤及方法17第五章 六自由度机械手的运动仿真195.1运动学仿真195.2进入机构模块195.3添加“伺服电动机”205.4定义初始条件215.5定义分析225.6运动仿真视频制作23致 谢25参考文献26附录 外文翻译27基于PRO/E六自由度机械手参数化建模及运动仿真摘 要：通过Pro/E这个三维软件工具来进行六自由度机械手的参数化建模设计，完整体现产品设计的基本流程，提出一种产品设计的新思路,展示Pro/E在产品设计上的优势。首先利用Pro/E便捷的建模工具来对机械手的各零件进行造型设计；然后利用Pro/E按要求对机械手零件以各种约束和销钉等连接来进行合理装配；接着利用Pro/E的机构模式对机械手的装配作添加伺服器等操作，来实现六自由度机械手的运动仿真。Pro/E方便的实现了对六自由度机械手的装配和运动仿真，效果非常直观。关键字：Pro/E；机械手；建模；运动仿真Parametric Modeling and Simulation of Six degrees of freedom manipulator Based on Pro/EAbstract: By Pro/E software tools to carry out this three-dimensional six degrees of freedom manipulator parametric modeling design, complete product design reflects the basic process, presents a new idea of product design, display Pro/E in the product design advantages. First use of Pro/E and convenient modeling tools to the various parts of the manipulator for modeling design; then using Pro/E as required in various parts of the manipulator such as connectivity constraints and pin assembly to be reasonable; then use Pro/E in the body model of the manipulator assembly operations such as adding servers to achieve six degrees of freedom manipulator motion simulation. Pro/E to facilitate the implementation of the manipulators of the six degrees of freedom of assembly and motion simulation, the effect is very intuitive.Keywords: Pro/E; Manipulator; Modeling; Motion Simulation第一章 绪论1.1 机械手的介绍机械手是一种能模仿人手和臂膀的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。机械手主要由手部和运动机构组成。手部是用来抓持工件（或工具）的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构，使手部完成各种转动（摆动）、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式，称为机械手的自由度。为了抓取空间中任意位置和方位的物体，需有6个自由度。自由度是机械手设计的关键参数，自由度越多，机械手的灵活性越大，通用性越广，其结构也越复杂。一般专用机械手有23个自由度。机械手的种类，按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式机械手；按适用范围可分为专用机械手和通用机械手两种；按运动轨迹控制方式可分为点位控制和连续轨迹控制机械手等。机械手通常用作机床或其他机器的附加装置，如在自动机床或自动生产线上装卸和传递工件，在加工中心中更换刀具等，一般没有独立的控制装置。有些操作装置需要由人直接操纵，如用于原子能部门操持危险物品的主从式操作手也常称为机械手。1.2 机械手的发展状况机器人的历史并不算长，1959年美国英格伯格和德沃尔制造出世界上第一台工业机器人，机器人的历史才真正开始。英格伯格在大学攻读伺服理论，这是一种研究运动机构如何才能更好地跟踪控制信号的理论。德沃尔曾于 1946 年发明了一种系统，可以“重演”所记录的机器的运动。1954年, 德沃尔又获得可编程机械手专利，这种机械手臂按程序进行工作，可以根据不同的工作需要编制不同的程序，因此具有通用性和灵活性，英格伯格和德沃尔都在研究机器人，认为汽车工业最适于用机器人干活，因为是用重型机器进行工作，生产过程较为固定。1959年，英格伯格和德沃尔联手制造出第一台工业机器人。它成为世界上第一台真正的实用工业机器人。此后英格伯格和德沃尔成立了“尤尼梅逊”公司，兴办了世界上第一家机器人制造工厂。第一批工业机器人被称为“尤尼梅特”，意思是“万能自动”。 他们因此被称为机器人之父。 1962 年美国机械与铸造公司也制造出工业机器人，称为“沃尔萨特兰”，意思是“万能搬动”。”尤尼梅特”和“沃尔萨特兰”就成为世界上最早的、至今仍在使用的工业机器人。近百年来发展起来的机器人，大致经历了三个成长阶段，也即三个时代。第一代为简单个体机器人， 第二代为群体劳动机器人，第三代为类似人类的智能机器人，它的未来发展方向是有知觉、有思维、能与人对话。第一代机器人属于示教再现型 , 第二代则具备了感觉能力 , 第三代机器人是智能机器人 , 它不仅具有感觉能力 , 而且还具有独立判断和行动的能力。 英格伯格和德沃尔制造的工业机器人是第一代机器人，属于示教再现型，即人手把着机械手，把应当完成的任务做一遍，或者人用“示教控制盒”发出指令，让机器人的机械手臂运动，一步步完成它应当完成的各个动作 。1.2.1 目的和现实意义在现代工业中，生产过程中的自动化已成为突出的主题。各行各业的自动化水平越来越高，现代化加工车间，常配有机械手。其目的和现实意义在于：一是提高生产效率，因为在机械工业中，加工、装配等生产很大程度上不是连续的。据资料介绍，美国生产的全部工业零件中，有75%是小批量生产；金属加工生产批量中有四分之三在50件以下，零件真正在机床上加工的时间仅占零件生产时间的5%。从这里可以看出，装卸、搬运等工序机械化的迫切性，工业机械手就是为实现这些工序的自动化而产生的。二是应用机械手可以代替人从事单调、重复或繁重的体力劳动，实现生产的机械化和自动化。三是代替人在有害环境下的手工操作，改善劳动条件，保证人身安全。20世纪40年代后期，美国在原子能实验中，首先采用机械手搬运放射性材料，人在安全间操纵机械手进行各种操作和实验。50年代以后，机械手逐步推广到工业生产部门，用于在高温、污染严重的地方取放工件和装卸材料，也作为机床的辅助装置在自动机床、自动生产线和加工中心中应用，完成上下料或从刀库中取放刀具并按固定程序更换刀具等操作。目前在我国机械手常用于完成的工作有：注塑工业中从模具中快速抓取制品并将制品传诵到下一个生产工序；机械手加工行业中用于取料、送料；浇铸行业中用于提取高温熔液等等。1.2.2 国内外研究