六自由度加工机器人虚拟样机设计与动力学分析开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

随着工业4.0时代的到来，智能制造已成为全球制造业发展的主要趋势，而工业机器人在其中扮演着至关重要的角色。

六自由度加工机器人作为工业机器人的重要分支，凭借其灵活的运动特性、较高的工作效率以及可进行复杂轨迹加工等优点，在航空航天、汽车制造、模具加工等领域展现出巨大的应用潜力。

然而，传统的加工机器人设计方法主要依赖经验公式和物理样机，存在着设计周期长、成本高、效率低等问题。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，随着计算机技术和仿真技术的快速发展，虚拟样机技术在机器人领域的应用越来越广泛。

国内外学者在六自由度加工机器人虚拟样机设计与动力学分析方面进行了大量的研究，并取得了一系列成果。

1. 国内研究现状

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本研究的主要内容包括以下几个方面：
1.六自由度加工机器人需求分析：分析加工机器人的应用领域、功能需求和性能指标，为机器人的设计提供依据。

2.六自由度加工机器人机械结构设计：设计机器人的总体结构，确定关键零部件的尺寸和参数，并进行运动学分析，保证机器人的运动灵活性和工作空间。

3.六自由度加工机器人虚拟样机搭建：选择合适的建模软件，建立机器人的三维模型，并搭建虚拟样机仿真环境，为后续的动力学分析提供平台。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论分析、数值仿真和实验验证相结合的方法。

首先，通过查阅国内外相关文献，了解六自由度加工机器人虚拟样机设计与动力学分析的研究现状，并掌握相关理论知识。

其次，根据加工机器人的应用需求，确定机器人的设计指标和性能参数，并利用solidworks、adams等软件进行虚拟样机建模和仿真分析。

5. 研究的创新点

本研究的创新点在于：
1.将虚拟样机技术应用于六自由度加工机器人的设计与分析中，建立了高精度、高效率的机器人虚拟样机模型。

2.采用多体动力学理论对加工机器人的动力学特性进行了深入分析，并利用仿真软件对机器人的运动过程进行了仿真分析，得到了机器人的速度、加速度、力和力矩等参数，为机器人的结构优化提供了依据。

3.对加工机器人的精度进行了分析与优化，并提出了一种基于虚拟样机技术的机器人精度优化方法，提高了机器人的加工精度。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 王振,杜志江,赵永生,等.面向复杂曲面焊接的六自由度工业机器人设计[j].机械设计与制造,2023(01):253-257.

[2] 张辉,刘振宇,王帅,等.六自由度协作机器人轨迹规划方法研究[j].制造业自动化,2023,45(01):59-63 68.

[3] 马也,李永泉,刘振宇.面向焊接任务的六自由度协作机器人设计与运动仿真[j].焊接技术,2022,51(11):84-88 93.