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針對工業(yè)中片狀材料自動化傳輸?shù)膽?yīng)用需求和垂直方向占用空間小的要求，設(shè)計了一種成本低、工作空間大和占用空間小的自由度多關(guān)節(jié)機(jī)械手臂。該機(jī)械臂是一種3關(guān)節(jié)3連桿式機(jī)械結(jié)構(gòu)，采用減速機(jī)和二級同步帶進(jìn)行傳動。利用多坐標(biāo)系分析方法和角速度疊加原理求出了任意臂長、任意同步帶傳動比下的末端連桿位姿方程，求出了末端連桿做直線運(yùn)動的臂長、傳動比條件并進(jìn)行了實驗驗證。利用拉格朗日方程求出了其動力學(xué)方程，并用ADAMS軟件仿真驗證了其正確性，求出了其在任意位形下的等效轉(zhuǎn)動慣量。搭建了PID閉環(huán)控制系統(tǒng)，在一種梯形路徑規(guī)劃下對閉環(huán)控制下的驅(qū)動力矩進(jìn)行了仿真研究。研究結(jié)果表明，末端連桿直線運(yùn)動條件和動力學(xué)方程推導(dǎo)正確，在示例的路徑規(guī)劃下其驅(qū)動力矩要大于25 Nm，為選擇驅(qū)動力矩元件提供了一種方法和參考。
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