太陽能板清理機(jī)機(jī)械臂部件設(shè)計(jì)與優(yōu)化

【摘要】：隨著太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展,太陽能發(fā)電的使用規(guī)模也在不斷擴(kuò)大,隨之而來的太陽能電池板清理問題急需解決。本文針對(duì)太陽能電池板清理問題,設(shè)計(jì)了一款太陽能電池板清理機(jī),并對(duì)清理機(jī)機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。 第一,對(duì)機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),使其實(shí)現(xiàn)伸展和收回動(dòng)作,并在工作時(shí)保持穩(wěn)定。介紹了機(jī)械臂各個(gè)部分的功能和作用。 第二,利用改進(jìn)的Danevit-Hartenberg方法建立機(jī)械臂的數(shù)學(xué)模型,并對(duì)機(jī)械臂進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)方程來規(guī)劃機(jī)械臂工作空間。利用MATLAB軟件對(duì)機(jī)械臂的工作空間進(jìn)行規(guī)劃,并在該軟件中輸出機(jī)械臂在空間所能觸及的位置圖像。在軟件Pro/E中,建立機(jī)械臂各個(gè)部件的三維模型,對(duì)其進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真。仿真結(jié)果表明機(jī)械臂的空間位姿符合設(shè)計(jì)要求。 第三,對(duì)機(jī)械臂清洗頭進(jìn)行有限元靜力分析,得出其薄弱環(huán)節(jié),分析結(jié)果表明機(jī)械臂強(qiáng)度設(shè)計(jì)合理。 第四,利用(?)NSYS軟件對(duì)清理機(jī)清洗部件進(jìn)行模態(tài)分析,求出部件的固有頻率及固有振型,為機(jī)械臂的設(shè)計(jì)提供參考數(shù)據(jù)。建立機(jī)械臂的動(dòng)力學(xué)方程,并將三維模型導(dǎo)入ADAMS軟件中,進(jìn)行機(jī)械臂剛體動(dòng)力學(xué)仿真。仿真能測出各個(gè)關(guān)節(jié)的力、力矩、速度、加速度等的相關(guān)數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)表明了機(jī)械臂結(jié)構(gòu)比較合理。 最后,在前幾章已有工作的基礎(chǔ)上,對(duì)機(jī)械臂部件進(jìn)行優(yōu)化,對(duì)優(yōu)化后的機(jī)械臂部件進(jìn)行仿真,仿真結(jié)果表明優(yōu)化后的部件會(huì)更加節(jié)省材料,更加穩(wěn)定。 【關(guān)鍵詞】：太陽能電池板清理機(jī) 機(jī)械臂 運(yùn)動(dòng)學(xué) 動(dòng)力學(xué) 仿真
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TP241;TK519
【目錄】：

• 目錄5-7
• 摘要7-8
• Abstract8-9
• 附圖索引9-11
• 附表索引11-12
• 第1章 緒論12-23
• 1.1 研究的目的與意義12-13
• 1.2 機(jī)器人與清理技術(shù)的國內(nèi)外現(xiàn)狀13-21
• 1.2.1 機(jī)器人國內(nèi)外現(xiàn)狀13-19
• 1.2.2 清理技術(shù)國內(nèi)外現(xiàn)狀19-21
• 1.3 本文研究的內(nèi)容21-23
• 第2章 太陽能電池板清理機(jī)機(jī)械臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)23-30
• 2.1 工況分析23-24
• 2.2 清理機(jī)機(jī)械臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及清洗機(jī)理24-29
• 2.2.1 機(jī)械臂關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)25-29
• 2.2.2 清理機(jī)清洗機(jī)理29
• 2.3 本章小結(jié)29-30
• 第3章 清理機(jī)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)分析30-42
• 3.1 機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)分析方法及計(jì)算30-35
• 3.1.1 正運(yùn)動(dòng)學(xué)分析30-33
• 3.1.2 逆運(yùn)動(dòng)學(xué)分析33-35
• 3.2 運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)及分析35-39
• 3.3 清理機(jī)機(jī)械臂工作空間規(guī)劃39-41
• 3.3.1 機(jī)械臂工作空間規(guī)劃的方法39
• 3.3.2 機(jī)械臂工作空間規(guī)劃的編程39-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第4章 清理機(jī)機(jī)械臂部件有限元靜力分析42-47
• 4.1 清洗頭受力情況分析42-45
• 4.1.1 清洗頭部件的約束與載荷42-43
• 4.1.2 清洗頭部件有限元分析結(jié)果43-45
• 4.2 機(jī)械臂上臂受力情況分析45-46
• 4.2.1 機(jī)械臂上臂的約束與載荷45
• 4.2.2 機(jī)械臂上臂的有限元分析結(jié)果45-46
• 4.3 焊縫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核46
• 4.4 本章小結(jié)46-47
• 第5章 清理機(jī)機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)分析47-60
• 5.1 清理機(jī)機(jī)械臂清洗部件的模態(tài)分析47-50
• 5.2 機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)模型50-53
• 5.3 清理機(jī)機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)53-59
• 5.3.1 清理機(jī)機(jī)械臂模型的建立53-55
• 5.3.2 機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)仿真設(shè)置55-56
• 5.3.3 機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)仿真分析56-59
• 5.4 本章小結(jié)59-60
• 第6章 機(jī)械臂清洗部件分析及優(yōu)化60-64
• 6.1 機(jī)械臂清洗部件的優(yōu)化60-63
• 6.1.1 清洗頭的優(yōu)化60-61
• 6.1.2 執(zhí)行部件連接板的優(yōu)化61-63
• 6.2 本章小結(jié)63-64
• 結(jié)論64-66
• 參考文獻(xiàn)66-70
• 致謝70-71
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文71

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