solidworks工业机械臂制作方法

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四自由度机械臂物理建模

四自由度机械臂物理建模四自由度机械臂的物理建模是一个复杂的过程，涉及到多个关节和连杆的运动学和动力学。

以下是一个简化的四自由度机械臂物理建模的步骤：１．定义连杆和关节：首先，你需要定义机械臂的连杆和关节。

在这个例子中，我们将有四根连杆和一个关节。

２．确定关节类型：确定每个关节的类型（如旋转、平移等）。

这将影响连杆之间的相对运动。

３．建立连杆坐标系：在每个连杆上设置一个坐标系。

这些坐标系将用于描述连杆的位置和方向。

４．计算关节变量：确定每个关节的变量，如角度、位移等。

这些变量决定了机械臂的运动状态。

５．运动学建模：通过定义连杆长度、关节变量等，使用运动学方程来描述机械臂的位置和姿态。

这通常涉及到齐次变换矩阵或四元数等数学工具。

６．动力学建模：动力学建模涉及到分析力和扭矩对机械臂运动的影响。

这需要考虑连杆的质量、惯性、驱动力矩等物理参数。

使用牛顿-欧拉法、拉格朗日法等动力学方程来描述机械臂的动力学行为。

７．建模约束和限制：考虑机械臂的约束条件，如关节角度限制、连杆长度限制等。

这些约束条件将影响机械臂的运动范围和操作能力。

８．模型验证与优化：使用实际数据或仿真工具验证模型的正确性。

根据验证结果，对模型进行必要的调整和优化。

９．实现控制策略：基于所建立的模型，设计适当的控制策略来驱动机械臂的运动。

这可能涉及到轨迹规划、运动控制、传感器反馈等技术。

１０．集成与测试：将控制策略集成到实际的机械臂系统中，进行实验验证和性能测试，以确保模型的准确性和实际应用的可行性。

以上是一个简化的四自由度机械臂物理建模过程，实际应用中可能还需要考虑更多的因素和细节。

物理建模是实现精确控制和优化的基础，对于提高机械臂的性能和可靠性至关重要。

基于SolidWorks2000的圆柱坐标型工业机械手设计

组成。柔轮为具有外齿的弹性薄壁零件 , 刚轮为
刚性的内齿圈 , 波发生器为椭圆凸轮及压配在凸
轮上的薄壁轴承。当刚轮固定 , 波发生器轴转动
时 , 柔轮在波发生器径向力作用下产生变形 , 在
椭圆凸轮长轴方向 , 刚轮和柔轮的轮齿完成啮合 ,
而短轴方向 , 刚轮和柔轮的轮齿完全脱离。由于
刚轮齿数和柔轮齿数相差甚少 , 这样波发生器的
111 工作要求运动形式及工作空间自动线上有相距 2 m、高度差为 015 m A、B 2
《起重运输机械》 2008 (12)
条输送带 , 需将圆柱型工件从 1 条输送带搬运到另一条输送线上。运动形式是通过 1个转动、2个移动的运动系统 , 工作空间为圆柱形 , 它与直角坐标型比较 , 在相同的工作空间条件下 , 机体所占体积小 , 而运动范围大 , 运动自由度为 3。机械手装配等轴测图如图 1 所示。工作空间如图 2 所示。工作空间是指工业机器人正常运行时 , 其手腕参考点在空间所能达到的区域 , 用来衡量机器人工作范围的大小。
参考文献 1 孙后环 1基于 PLC脉冲选层的电梯控制系统 1电气传
动 , 2003 (1) 2 王子文 1电梯 PLC控制策略及其程序设计 1起重运输机
械 , 2006 (07) 3 张计科 1基于 PLC电梯模型控制策略设计与实现 1工业
控制计算机 , 2007 (02) 4 黄桂梅 1PLC电梯控制系统的设计与实践 1制造业自动
般用于动作较少、速度低的专用机械手。其使用寿命较高 , 成本较低。采用齿形皮带传动和位置传感器检测腰座的角位移。
3 结构布置要求
要防止臂部偏重 , 加强臂部刚度 , 改进缓冲装置和提高配合精度。

SolidWorks Motion焊接机械臂设计流程

SolidWorks Motion焊接机械臂设计流程•SolidWorks Motion焊接机械臂设计流程一、焊接机械臂装配和注意事项焊接机械臂的整体构造如图1所示。

其中各个零部件建模过程将不做详细的介绍。

但是其装配体的装配过程需要注意以下几点。

1.熟悉机械结构原理熟悉其关节的结构运动形式，了解其运动原理，这是在做运动分析之前必要步骤。

这里不做详细的解说，在后面通过运动图解说明。

2.建议使用子装配体当装配体的零件数量达到一定的程度，建议使用子装配体来进行装配。

但是，为了后续的Motion分析能顺利地进行而不出错，必须合理的布局;并在总装配体中将其改为柔性装配体。

图2即为机械臂的子装配体和设计树。

图2机器臂中的子装配体3.避免循环配合处理大型装配体对三维软件和计算机硬件的要求是一项艰巨的挑战，合理的配合顺序及逻辑关系，对后续修改有着至关重要的作用，读者可以查阅相关SolidWorks大型装配体处理技巧的资料。

对于机械臂，同样要避免循环配合，否则会造成潜在的错误，很难排除，如图3所示。

图3零件之间存在死循环的情况4.定义初始位置利用配合关系将某些角度、距离等进行限定，使装配体一开始就处于初始位置;当进入Motion分析时，将约束关系压缩，避免运动冲突。

限定机械臂的配合关系，角度分别为0°、200°和0°，如图4所示。

二、机械臂运动形式及结果图解当机械臂以一定的形式运动时，其速度、加速度、位移和力等变量之间有着严格的依赖关系，可以通过动力学仿真分析图解形式直观地表达，并且为后续的强度校核和优化设计提供参考数据。

1.添加马达SolidWorksMotion提供了两种形式的马达，一种是旋转马达，另一种是线性马达(驱动器)。

这两种马达基本上能满足一般的运动分析需求。

由于机械臂的关节较多，在下面的分析中将添加5个旋转马达和1个线型马达。

对于初学者来说，往往会容易忽略马达“相对移动零件”选项，而导致后续各零件之间运动的混乱。

SOLIDWORKS工业机器人数字化建模教程项目五底盘旋转蜗杆的数字化设计

任务三创建螺旋线
项目要求
项目实施
绘制螺旋线
现场经验
图5-8【螺旋线/涡状线】属性管理器
图5-9 绘制完成螺旋线
任务三创建螺旋线
项目要求
项目实施
现场经验
任务四扫描切除生成螺纹
一、绘制截面草图
图5-10 绘制截面草图中心线
图5-11 绘制截面轮廓线
图5-12 截面尺寸标注
图5-13 完全定义的截面草图
项目要求
项目实施
三、扫描切除扫描切除的方法如下：
现场经验
方法一
菜单【插入】→【切除】→【扫描】。
方法二
单击【特征】选项卡的【扫描切除】按钮
方法三单击【特征】工具栏的【扫描切除】按钮
任务四扫描切除生成螺纹
项目要求
项目实施
现场经验
图5-14【切除-扫描】属性管理器设置和效果预览
图5-15扫描切除生成螺纹
项目要求
项目实施
现场经验
二、绘制螺旋线,绘制螺旋线的方法如下:
方法一
菜单【插入】→【曲线】→【螺旋线/涡状线】。
方法二
单击【特征】选项卡的【曲线】按钮右侧下三角按钮，
在弹出的下拉列表中选择【螺旋线/涡状线】按钮
方法三
单击【特征】工具栏的【曲线】按钮右侧下三角按钮，在弹出的下拉列表中选择【螺旋线/涡状线】按钮
SOLIDWORKS工业机器人数字化建模教程
项目五底盘旋转蜗杆的数字化设计
学习目标
了解用特征进行建模的构思和结构分析。熟悉3D螺旋线/涡状线、扫描切除特征。掌握特征扫描、基准轴的使用。
项目要求
项目实施
现场经验
项目引入:本项目要求完成该零件的三维数字化设计。底盘旋转蜗杆是机械臂中非常重要的传动零件。如图5-1所示。

基于SolidWorks的机械手三维建模设计_郑向华

0.引言机械手对实现工业生产自动化，推动工业生产的进一步发展起着重要作用。

工业机械手可以代替人手进行繁重的劳动，显著减轻工人的劳动强度，改善劳动条件，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门，更能提高劳动生产率和自动化水平。

随着现代生产的机械化和自动化的发展，对机器人的需求越来越大，因而对机器人的末端执行机构机械手的研究尤为重要。

一些软件的发展为机械手的设计分析提供了方便，降低了生产成本，本设计是基于SolidWorks软件，使得设计效率大大提高[1]。

本文是为普通车床配套而设计的上料机械手。

它是一种模仿人体上肢的部分功能，按照预定要求输送工件或握持工具进行操作的自动化技术设备。

1.机械手的工作原理上料机械手直接与工件接触，它能执行人手的抓握功能。

手抓取物体以物体为中心,用两根手指包络物体。

根据抓取物体时的相对状态,靠手指与工件之间的摩擦力来夹持工件。

本上料机械手采用二指平动手爪,属于夹持式手爪,手指由四杆机构带动,当上料机械手手爪夹紧和松开物体时,手指姿态不变,作平动。

机械手手爪的结构见图1-1，①为支架、②为气动杆、③和④为大螺钉、⑤和⑥为三孔连杆、⑦为小螺钉、⑧为短连杆、⑨和⑩为手指。

它是通过气动杆②来传动力的，气缸带动气动杆②使之向上移动时,其它的杆件共同运动,此时手爪是处于握紧工件的过程;反之,当气缸带动气动杆②向下移动时,手爪是处于张开的过程。

这样,用气缸带动气动杆②做往复平动，从而使其它杆件运动,带动手爪张合，手指上的任意一点的运动轨迹为一弧摆动。

图1-1机械手装配简图2.基于SolidWorks的机械手三维建模设计2.1SolidWorks介绍SolidWorks是一款功能强大的中高端CAD软件，方便快捷是其最大特色。

该软件以参数化特征造型为基础，具有功能强大、易学、易用等特点，是当前最优秀的中档三维CAD软件之一。

SolidWorks有全面的零件实体建模、生成工作机构的分解动画制作和高级动画制作等功能[2][3]。

SOLIDWORKS工业机器人数字化建模教程项目十一轨迹练习夹具工程图生成

右击“FeatureManager设计树”中【图纸1】选项，从快捷菜单中选择【编辑图纸格式】命令，切换到编辑图纸格式状态下。
按照图纸格式使用矩形命令、注释命令完成边框和标题栏的绘制以及标题栏的填写，如图所示。
标题栏
从快捷菜单中选择【编辑图纸格式】命令，退出图纸编辑状态，进入到工程图工作环境。
任务一工程图图纸生成
l 单击【注解】选项卡的【中心线】按钮
l 单击【注解】工具栏的【中心线】按钮
单击需要生成中心线的两条边线，生成一条中心线
操作：
任务三生成剖视图
项目要求
项目实施
3. 由主视图剖切生成下视图
选择【单偏移】
绘制【单偏移】剖切线任务三生成剖视图
项目要求
项目实施
3. 由主视图剖切生成下视图
【剖面视图B-B】属性管理器及剖视图
任务六技术要求标注
项目要求
项目实施
2.标注几何公差：
标注几何公差的基准，单击【注解】工具栏上的【基准特征】按钮，弹出【基准特征】属性管理器
基准位置的确定
操作：
【基准特征】属性管理器
任务六技术要求标注
项目要求
项目实施
2.标注几何公差：
形位公差对话框
几何公差的位置任务六技术要求标注
项目要求
项目实施
2.调出视图
单击【查看调色板】按钮，出现【查看调色板】属性管理器，单击按钮查找零件文件所在位置，打开零件文件，拖出视图
前视图、上视图和轴测图
任务二生成主视图
项目要求
项目实施
1. 由主视图剖切生成右视图
方法一菜单【插入】→【工程图视图】→【剖面视图】
方法二单击【工程图】选项卡的【剖面视图】按钮方法三单击【工程图】工具栏的【剖面视图】按钮

基于SolidWorks软件对工业机器人机械臂的结构优化设计和受力、模态分析

基于SolidWorks软件对工业机器人机械臂的结构优化设计和受力、模态分析作者：王永丽来源：《今日自动化》2021年第08期[摘要]随着现在软件技术的发展，三维建模、仿真软件越来越普及化，SolidWorks软件由其界面操作简单、功能强大被机械设计行业广泛应用，采用SolidWorks软件对某工业机器人机械臂的三维模型结构进行拓扑优化设计，采用SolidWorks simulation软件对机械臂进行静力学、模态仿真分析，几何清理和网格划分，通过计算，设计出较合理的肘关节减速机传动齿轮;达到了工业机器人机械臂高精度柔性运动，机械臂高强度、刚度、最小安全系数和减小应力集中的效果，解决了工业机器人机械臂的优化设计。

[关键词]SolidWorks;工业机器人;机械臂; 仿真分析; 优化设计[中图分类号]V279 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）08–0–03[Abstract]With the development of software technology， three-dimensional modeling and simulation software are becoming more and more popular. SolidWorks software is widely used in mechanical design industry because of its simple interface operation and powerful function. SolidWorks software is used to optimize the topology of the three-dimensional model structure of anindustrial robot manipulator， and SolidWorks simulation software is used to optimize the statics and dynamics of the manipulator Through modal simulation analysis， geometric cleaning and mesh generation， a more reasonable transmission gear of elbow reducer is designed through calculation; It achieves the effect of high-precision flexible motion， high strength， stiffness， minimum safety factor and reducing stress concentration of industrial robot manipulator， and solves the optimization design of industrial robot manipulator.[Keywords]SolidWorks; industrial robot; robot arm; simulation analysis; optimal design工业机器人机械手臂由三部分组成，分别是机械部分、传感部分、控制部分。