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新型SCARA机器人的设计与仿真 摘要 本文在安徽华创智能装备有限公司的资助下，密切结合工业机器人在物流包装工程领域的应用，针对小型搬运为作业任务，设计了一种平面定位型SCARA工业机器人。SCARA机器人具有四个自由度，包括一个直线关节和三个旋转关节，适用于平面运动的装配作业。 机器人的运动学是机器人的动力学、机器人控制和规划的基础，在机器人研究中占有重要的角色。运动学研究包括正向运动学和逆向运动学。首先分析SCARA机器人机构，分析SCARA机器人的运动学数学基础，结合代数法和几何法实现运动学正、逆解。根据运动学正、逆解方程，运用AutoCAD和SolidWorks软件设计出SCARA机器人的平面模型和三维造型。最后，以Solidworks软件为基础，在Motio
n环境下进行运动学仿真。对仿真结构进行分析，检验其运动干涉性。 关键字： SCARA机器人；机构设计；运动学分析；运动学仿真；SolidWorks 目录 摘要I Abstract II 第1章绪论1 1.1工业机器人的提出1 1.2工业机器人研究现状及发展趋势1 1.3 SCARA机器人概述2 1.4 SCARA机器人的技术领域3 1.5 SCARA机器人的研究现状3 1.6本课题研究的主要内容和意义4 1.6.1研究意义4 1.6.2研究内容4 1.7本章小结5 第2章SCARA机器人运动学模型的建立6 2.1 SCARA机器人的运动学数学基础6 2.2 SCARA机器人运动学逆解8 2.3 SCARA机器人运动学正解10 2.4 SCARA机器人主要技术参数11 2.5 SCARA机器人外形尺寸与工作空间11 2.6本章小结12 第3章SCARA机器人结构设计13 3.1 SCARA机器人的总体传动方案的比较与确定13 3.1.1 SCARA机器人传动方案的比较13 3.1.2 SCARA机器人传动方案的确定13 3.2 SCARA机器人关键零部件设计计算13 3.2.1步进电机的计算和选择13 3.2.2同步齿型带的设计计算18 3.2.3滚珠丝杠副的设计计算21 3.3 SCARA机器人的几何模型的建立23 3.3.1机身的机械结构设计23 3.3.2大臂的机械结构设计25 3.3.3小臂的机械结构设计25 3.3.4滚珠丝杠的机械结构设计26 3.3.5丝杠螺母的机械结构设计26 3.4运用AutoCAD2011建立SCARA机器人的二维图形27 3.5本章小结30 第4章SCARA机器人运动学仿真31 4.1机器人运动学仿真的介绍31 4.2机器人运动学仿真的目的31 4.3基于Solidworks Motio
n的SCARA机器人运动学仿真31 4.4运动干涉检验34 4.5本章小结35 第5章结论与展望36 5.1全文总结36 5.2工作展望37 致谢38 参考文献39