面向牙刷抓取的DELTA机器人设计开题报告

全文总字数：4342字

1. 研究目的与意义

采用理论分析与生产实践相结合的方法，进行面向牙刷抓取的delta机器人设计。

毕业设计的具体目的：1、通过设计delta机器人来提高牙刷生产的效率；2、设计针对牙刷的末端执行器来提高牙刷的抓取准确性与稳定性；3、整合大学所学知识，来解决实际生产问题；4、了解delta机器人在国内外的运用，为以后工作做准备。

本课题研究的意义：本课题对面向牙刷抓取的delta机器人进行了设计，其意义如下：1、牙刷是每天都会用到的日常生活用品，其需求和使用量巨大。

2. 国内外研究现状分析

delta并联机器人最早追溯于1985年由clavel博士发明的三自由度运动的并联机构，其主要组成部分为静平台、主动臂、从动臂、动平台。

与其他并联机器人所不同，delta机器人的从动臂采用的是平行四边形结构，由三个平行四边形结构所组成的运动链可以得到三个平动自由度。

其静平台和动平台都是采用的是三角形形状，后来大多数的并联机构的发展都是以此为基础衍生得来。

3. 研究的基本内容与计划

采用理论分析与实际制造相结合的方法，进行面向牙刷抓取的delta机器人的设计。

需要研究的内容有：1. 进行delta机器人的运动学分析为了方便求解空间位置，将delta机器人进行结构上的简化。

由于平行四边形机构输入和输出边运动形式相同，所以可以将从动臂简化为一根杆；三个主动臂简化为一端为转动关节、一端为球关节的线段表示；由于转动关节分部均匀，两两之间夹角为120度，故可将静平台和动平台简化成一大一小的两个正三角形，通过几何法或解析法对其进行分析，计算其运动空间，并在matlab上编写正逆运动学程序进行仿真，从而验证其正确性。

4. 研究创新点

本论文特色与创新如下：1. 在结构设计注重创新，通过采用新型结构以减少材料的消耗，并且材料质量要轻巧，经济实惠；2. 拟用万向节取代传统的球铰，使主动臂和从动臂转动角度范围更加广泛，无需另外特别制作；3. 本课题拟设计出一款四自由度的Delta机器人，拟在Z轴方向设置一电机，实现机构可以实现Z方向的转动，使该机构具有沿x,y,z三个方向平动自由度，和沿Z方向转动的自由度，总计四自由度；4.末端执行器采用夹头与气缸相配合，采用两端夹持并旋转的方法，用迷你气缸控制夹头的升降，双轴气缸负责沿牙刷轴线方向夹紧，步进电机控制牙刷沿其轴线旋转到正确位置。

以实现对牙刷的抬起和旋转。