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《西安科技大学》 2019年
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煤矸分栋机器人结构设计及运动分析

费佳浩  
【摘要】:为了实现煤和矸石的自动化和智能化分选,降低煤炭洗选的投资和生产成本,提高煤炭质量,针对国内外目前煤炭分选方式存在的水资源浪费和污染,分拣工作效率较低和运行成本较高等问题,设计了一种煤矸分拣机器人,完成了煤矸分拣机器人的总体方案设计、本体机械结构设计,同时对煤矸分拣机器人进行力学分析、运动学分析和瞬态动力学分析,最后提出了一种多机械臂协同的煤矸分拣方案,主要研究内容如下:(1)分析现有的分拣机器人结构,分拣工作所处的洗煤厂的环境以及分拣目标的物理参数和结构特点,提出煤矸分拣机器人的设计方案,建立了煤矸分拣机器人的三维模型,并对煤矸分拣机器人的各个关节的驱动电机和气缸进行选型。(2)利用Ansys软件对煤矸分拣机器人结构进行力学分析,对煤矸分拣机器人进行瞬态动力学分析,确保分拣机器人在静态和运动状态下保持足够的机械强度。再通过对机器人底架的模态分析,避免在分拣时产生共振。(3)通过D-H法建立煤矸分拣机器人运动学模型,描述了机器人各连杆之间的关系,完成了正、逆向运动学求解。在此基础上提出了单臂分拣策略,设计了X轴速度同步规划和X、Y轴联动运动规划方法,提出了一种多臂协同的煤矸分拣策略,并使用ADAMS对单臂分拣策略进行运动仿真,验证运动方案的可行性。(4)对煤矸分拣机器人进行样机搭建,通过实验对整体方案可行性进行验证。
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