高考数学总复习第三章第6讲简单的三角恒等变换课件理

每个气缸都装备了调节速度用的单向节流阀，使机械驱动部件在运动时保持平稳，即在浙江理工大学本科毕业设计论文无级调速状态下工作。

控制气缸的阀内置在机器人体内，由可编程控制器控制。

当接通电源时，气动阀被切换到工作状态位置，当关闭电源时，他们便回到初始位置。

此外，操作者能在任何点上停止机器人的运动，如果机器人的传感器在它的有效范围内检测到障碍物，机器人也会自动停止。

由汉诺威大学材料科学研究院设计的气动攀墙机器人，它能在两个相互垂直的表面上行走包括从地面到墙面或者从墙面到天花板上。

该机器人轴心的圆周边上装备着等距离根据步距设置的吸盘和气缸，组吸盘吸力与另组吸盘吸力的交替交换，类似脚踏似的运动方式，使机器人产生旋转步进运动。

这种攀墙式机器人可被用于工具搬运或执行多种操作，如在核能发电站高层建筑物气动机械手位置伺服控制系统的研究或船舶上进行清扫检验和安装工作。

机器人用遥控方式进行半自动操作，操作者只需输入运行的目标距离，然后计算机便能自动计算出必要的单步运行。

操作者可对机器人进行监控。

从上述实例可见，气动机器人己经取得了实质性的进展。

就它在三维空间内的任意定位任意姿态抓取物体或握手而言，“可直接分析各运动副与构件在时刻的位置运动量以及各运动副之间的相互运动关系及关键部件的受力情况。

在环境下进行机构的运动仿真分析，不需要复杂的数学建模也不需要复杂的计算机语言编程，而是以实体模型为基础，集设计与运动分析于体，实现产品设计分析的参数化和全相关，反映机构的真实运动情况。

本文以公司的三维建模软件及其中的运动学仿真功能建立气动机械手关节的运动仿真模型。

首先在中建立气动机械手关节的三维模型，然后完成整个机械手的装配，设置关节的安装位置为机构运动的初始位置，添加驱动和约束，进行运动仿真。

在整个过程中，需要对建立模型等前续工作进行不断气动机械手关节结构设计及运动学仿真分析的修改和完善，才能生成所要求的气动机械手关节的仿真模型。

气动机械手关节的运动学分析仿真时，气动肌肉作为动力源，极限位置是气动肌肉与转动轴铰链点在同条直线上，即出现死点的位置。

第肩关节的运动仿真及分析第肩关节运动前后的位置如图和所示。

在此运动过程中，无干涉现象，通过测量极限位置的角度，得到，所以第肩关节绕轴的实际最大运动范围为。

运动前运动后图第肩关节仿真效果图第二肩关节的运动仿真及分析第二肩关节运动前后的位置如图和所示。

在此运动过程中，无干涉现象，通过测量极限位置的角度，得到，所以第二肩关节绕轴的实际最大运动范围为。

运动前运动后图第二肩关节仿真效果图浙江理工大学本科毕业设计论文肘关节轴方向的运动仿真及分析肘关节轴方向运动前后的位置如图所示，其中图表示向上转动，图表示向下转动。

在此过程中，均发生干涉现象，发生图现象的原因是肘关节有块挡板连接板，向上转动时气动肌肉碰到挡板连接板而发生干涉由于挡板上的铰链点的距离太近，在运动到极限位置之前，两对气动肌肉就已发生了干涉。

发生图现象是由于原因。

运动前运动后向上转动运动前运动后向下转动图肘关节轴方向仿真效果图其中原因是无法解决的，不过可以通过增加挡板的长度来增加向上转过的角度原因可以通过增加挡板上的铰链点的距离如图即的长度来改善，值得提的是改变的长度，点不能运行到的位置，这里取。

相应的腕关节在轴方向上的。

修改后的肘关节轴方向运动到极限位置的效果图如图所示。

绕轴的运动范围为。

气动机械手关节结构设计及运动学仿真分析运动前运动后向上转动运动前运动后向下转动图修改后肘关节轴方向仿真效果图肘关节轴方向的运动仿真及分析肘关节轴方向运动前后的位置如图和所示。

在此过程中无干涉现象，通过通过测量极限位置的角度，得到，所以肘关节绕轴的实际最大运动范围为。

运动前运动后图肘关节轴方向仿真效果图浙江理工大学本科毕业设计论文腕关节轴方向的运动仿真及分析腕关节在轴方向上的零件尺寸已经根据肘关节在轴方向的零件尺寸进行修改。

运动前后的位置如图和所示。

在仿真过程中，无干涉现象，通过测量极限位置的角度，得到，所以腕关节绕轴的实际最大运动范围为。

运动前运动后图腕关节轴方向仿真效果图腕关节轴方向的运动仿真及分析腕关节轴方向运动前后的位置如图和所示。

此过程中无干涉现象，通过通过测量极限位置的角度，得到，所以腕关节绕轴的实际最大运动范围为。

运动前运动后图腕关节轴方向仿真效果图第二肩关节，肘关节轴方向，腕关节轴方向的运动仿真及分析第二肩关节，肘关节轴方向，腕关节轴方向运动前后的位置如图和所示。

在此过程中无干涉现象，说明此次设计的气动机械手能在预期的范围内进行运动。

气动机械手关节结构设计及运动学仿真分析运动前运动后图总运动效果图第二肩关节，肘关节轴方向，腕关节轴方向的运动仿真及分析第二肩关节，肘关节轴方向，腕关节轴方向运动前后的位置如图和所示。

在此过程中无干涉现象，说明此次设计的气动机械手能在预期的范围内进行运动。

运动前运动后图总运动效果图浙江理工大学本科毕业设计论文第章结论本文设计了个全部由气动肌肉驱动的机械手，从整体结构到各个关节手臂零件的设计，通过理论计算和三维模拟仿真，对各个关节进行优化，最终实现气动机械手关节最大的运动范围，满足预期设计要求。

各个关节的最大运动范围如下肩关节第肩关节第二肩关节肘关节肘关节轴方向肘关节轴方向腕关节腕关节轴方向腕关节轴方向该机械手能够实现个自由度的运动，气动肌肉具有控制精确的特点，在抓取物品等进行生产实践时，能够实现高精度的动作，基本满足了实际应用需要。

该气动机械手具有轻巧安全和控制简单等特点，可以用于工厂机器人，服务机器人等和人密切接触的场合。

气动机械手关节结构设计及运动学仿真分析参考文献徐炳辉气动手册上海科学技术出版社，中国有限公司现代实用技术北京机械工业出版社，隋立明，张立勋气动肌肉驱动仿生关节的理论分析机床与液压王雄耀近代气动机器人气动机械手的发展及应用液压与气动技姜继海，宋锦春，高常识液压与气压传动高等教育出版社上海工业大学流控研究室气动技术基础机械工业出版社，杜来林，等液压与气压传动北京大学出版社，郑洪生气压传动机械工业出版社，德气动技术低成本综合自动化李宝仁，译机械工业出版社，王孝华，赵中林，等气动元件及系统的使用与维修机械工业出版社，美机器人学导论分析系统及应用孙富春，朱纪洪，刘国栋等译孙增圻，审校电子工业出版社，齐进凯，陈冰冰基于的气动机械手参数化设计机械设计蔡自兴机器人学北京清华大学出版社，袁子荣液气压传动与控制重庆大学出版社，葛宜远流体传动及控制技术的新成就液压与气动路甬祥气动技术的发展方向液压与气动许炳辉气动技术基础知识液压与气动浙江理工大学本科毕业设计论文陆鑫盛，周洪气动自动化系统的优化设计上海科学技„„„„„„„„„„„„„„„肘关节轴方向的运动仿真及分析„„„„„„„„„„„„„„„„„肘关节轴方向的运动仿真及分析„„„„„„„„„„„„„„„„„腕关节轴方向的运动仿真及分析„„„„„