畢業(yè)論文-工業(yè)機器人手臂設計

1、本科畢業(yè)論文畢 業(yè) 論 文題目名稱： 工業(yè)機器人手臂設計 院 系： 專 業(yè)： 學生姓名： 學 號： 指導教師： 2018年3月30日工業(yè)機器人手臂設計摘 要：隨著世界工業(yè)的發(fā)展，工業(yè)機器人在工業(yè)生產領域越來越普遍已是大勢所趨，工業(yè)機器人技術也日新月異，其中六軸機器人以其結構簡單、靈敏度高、安裝方便、占地空間小等優(yōu)勢在機器人領域里大受好評，在噴涂、焊接、搬運等多個領域廣泛應用。本文以設計工業(yè)機器人結構參數(shù)，建立D-H數(shù)學模型計算末端位置坐標和通過CATIA中DMU運動分析模塊進行機器人仿真模擬角度對六軸機器人手臂進行剖析。關鍵詞：六軸機器人；D-H數(shù)學建模；DMU運動分析Arm design o

2、f industrial robotAbstract: with the development of industry, industrial robots are more and more popular in the field of industrial production is represent the general trend of industrial robot technology, also change rapidly, of which six axis robot with its simple structure, high sensitivity, con

3、venient installation, small space occupation and other advantages in the field of robot acclaimed, widely used in various fields of spraying and welding handling, etc. In this paper, we design the industrial robots structural parameters, establish the D-H mathematical model, calculate the end positi

4、on coordinates, and analyze the six axis robot arm from the angle of CATIAs DMU motion analysis module.Key words: six axis robot; D-H mathematical modeling; DMU motion analysis 目錄TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc20215 1 緒論 PAGEREF _Toc20215 1 HYPERLINK l _Toc15344 1.1工業(yè)機器人的作用 PAGEREF _Toc15344 1 HYPERL

5、INK l _Toc15146 1.2中國工業(yè)機器人的發(fā)展 PAGEREF _Toc15146 2 HYPERLINK l _Toc27516 1.3國內外工業(yè)機器人發(fā)展情況對比 PAGEREF _Toc27516 2 HYPERLINK l _Toc3893 2 工業(yè)機器人手臂結構設計 PAGEREF _Toc3893 3 HYPERLINK l _Toc2539 2.1工業(yè)機器人手臂總體結構框架 PAGEREF _Toc2539 4 HYPERLINK l _Toc7259 2.2.工業(yè)機器人的傳動結構分析 PAGEREF _Toc7259 4 HYPERLINK l _Toc196 2.

6、2.1關節(jié)6的結構 PAGEREF _Toc196 4 HYPERLINK l _Toc22029 2.2.2關節(jié)5的結構 PAGEREF _Toc22029 4 HYPERLINK l _Toc3479 2.2.3關節(jié)2、4的結構 PAGEREF _Toc3479 4 HYPERLINK l _Toc17396 2.2.4關節(jié)3的結構 PAGEREF _Toc17396 5 HYPERLINK l _Toc16476 2.2.5關節(jié)1的結構 PAGEREF _Toc16476 5 HYPERLINK l _Toc2390 2.3工業(yè)機器人手臂基本尺寸確定 PAGEREF _Toc2390 5

7、 HYPERLINK l _Toc24004 2.3.1大小臂參數(shù) PAGEREF _Toc24004 5 HYPERLINK l _Toc21658 2.3.2關節(jié)角范圍的確定 PAGEREF _Toc21658 6 HYPERLINK l _Toc19753 2.3.3機器人手臂工作范圍 PAGEREF _Toc19753 7 HYPERLINK l _Toc24567 3 六軸機器人手臂運動學分析 PAGEREF _Toc24567 7 HYPERLINK l _Toc14089 3.1建立D-H數(shù)學模型 PAGEREF _Toc14089 7 HYPERLINK l _Toc13460

8、 3.1.1D-H數(shù)學模型的研究方法 PAGEREF _Toc13460 7 HYPERLINK l _Toc24609 3.1.3D-H參數(shù)表及計算 PAGEREF _Toc24609 9 HYPERLINK l _Toc11167 3.2在CATIA中DMU模塊中實現(xiàn)關節(jié)轉動及運動模擬 PAGEREF _Toc11167 10 HYPERLINK l _Toc28330 3.3在CATIA中校核D-H模型計算結果正確性 PAGEREF _Toc28330 11 HYPERLINK l _Toc17700 4 運動仿真 PAGEREF _Toc17700 11 HYPERLINK l _To

9、c29263 參考文獻 PAGEREF _Toc29263 131 緒論1.1工業(yè)機器人的作用機器人的出現(xiàn)與高速發(fā)展是社會、經濟發(fā)展的必然，是為提高社會的生產水平和人類的生活質量，讓機器人替人們干那些人們不愿干、干不了、干不好的工作。 在現(xiàn)實生活中有些工作對人體造成傷害，比如涂裝、重物搬運等;有些工作要求質量很高，人類難以長時間勝任比如汽車焊接、精密裝配等;有些工作人類無法身臨其境，比如火山探險，深海探密，空間探索等;有些工作不適合人類去干，比如一些惡劣的環(huán)境、一些枯燥單調的重復性勞作等，這些都是機器人大顯身手的地方。 發(fā)展工業(yè)機器人的主要目的是在不違背“機器人三原則”的前提下，用機器人協(xié)助或

10、替代人類從事一些不適合人類甚至超越人類的工作，把人類從大量的、煩瑣的、重復的、危險的崗位中解放出來，實現(xiàn)生產自動化、柔性化、避免工傷事故、提高生產效率。 對于制造企業(yè)而言，他們最關心的問題莫過于:“投資機器人有哪些處?多長時間可以收回投資成本?” 對此，ABB(工業(yè)機器人行業(yè)四大巨頭之一)給出了十大投資機器人的理由。這十大理由包括:第一，降低運營成本;第二，提升產品質量與一致性;第三，改善員工的工作環(huán)境;第四，擴大產能;第五，增強生產柔性;第六，減少原料浪費，提高成品率;第七，滿足安全法規(guī)，改善生產安全條件;第八，減少人員流動，緩解招聘技術工人的壓力;第九，降低投資成本，提高生產效率;第十，節(jié)

11、約寶貴的生產空間。 在普遍增購工業(yè)機器人的背后，各國有著不盡相同的原因。最為典型的就是缺少勞動力的日本。而我國也有很多理由歡迎工業(yè)機器人:機器人可以提高能效，執(zhí)行連訓練有素的工人都不可能勝任的復雜操作和高危任務;機器人固有的精確性和可重復性，可確保生產的每件產品均具備較高的品質和一致性，平均故障間隔期達60000h以上。 而最重要的原因在于人口和經濟基本條件的轉變:中國勞動適齡人口正在減少，造成勞動力成本螺旋式上升。 據(jù)總部位于法拉克福的國際機器人聯(lián)合會(IFR)數(shù)據(jù):2014年，中國成為世界上使用工業(yè)機器人最多的國家?？梢灶A計，不久的未來，現(xiàn)在“以人為主導”的生產模式，將變成“以機器人為主導

12、”的制造模式。當今世界近50%的工業(yè)機器人集中使用在汽車領域，主要進行搬運、碼垛、焊接、涂裝和裝配等復雜作業(yè)。下面著重介紹這幾類工業(yè)機器人的應用情況。1.2中國工業(yè)機器人的發(fā)展 目前，機器人產業(yè)正在全球范圍內加速發(fā)展，2017年的全球工業(yè)機器人銷量仍然以兩位數(shù)大幅增長，銷量全年或將達到28.5萬臺。2015年全球工業(yè)機器人銷量同比增長12，而全球正在使用的工業(yè)機器人已超過150萬臺。到2018年，其使用量將突破230萬臺，其中，140萬臺在亞洲，占比超過一半。 自2013年以來，中國已成為全球最大的機器人消費國。2014年消費5.6萬臺機器人，同比增長超55，占全球總消費量的14，相較于200

13、6年的5800臺，猛增近10倍。2016年全年產量達7.2萬臺累計增長34.3。中國的制造業(yè)正面臨著向高端轉變的挑戰(zhàn)，工業(yè)機器人的發(fā)展成為其中非常關鍵的一個環(huán)節(jié)。在政策上，2016年推出了多個利好行業(yè)發(fā)展的新政法規(guī)，將工業(yè)機器人作為一大重要發(fā)展方向。 2017年中國工業(yè)機器人市場發(fā)展前景在政策等多方面的推動下，預計到年末，中國機器人保有量將有超過40萬臺。未來將有越來越多的中國機器人供應商進入市場。外資和中國本土機器人供應商之間競爭將會越來越激烈。未來中國市場各種機器人的增長潛力巨大。另外，隨著我國工業(yè)轉型升級、勞動力成本不斷攀升及機器人生產成本下降，未來“十三五”期間，機器人是重點發(fā)展對象之

14、一，國內機器人產業(yè)正面臨加速增長拐點。相對于服務機器人和商用機器人在國內市場還處于探索期，工業(yè)機器人有了一定的發(fā)展基礎，目前正進入全面普及的階段。預計到2021年末，我國工業(yè)機器人產量將達到11.15萬臺；銷售量將達到23.04萬臺以及保有量將達到136.04萬臺。工業(yè)機器人未來在中國的發(fā)展?jié)摿⑹窍喈斂捎^。1.3國內外工業(yè)機器人發(fā)展情況對比 在2008年全球金融危機之后，工業(yè)機器人作為高端裝備制造業(yè)的代表，再次受到了各國普遍重視。各國為提振本國制造業(yè)的競爭力，紛紛推出了機器人產業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，加速布局及推動本國工業(yè)機器人產業(yè)發(fā)展。接下來從多個角度對美國、日本、德國、韓國、中國等5個國家的工業(yè)機器

15、人發(fā)展戰(zhàn)略進行對比分析，梳理五國工業(yè)機器人產業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的思路。國別戰(zhàn)略定位產業(yè)發(fā)展背景主要措施主要目標美國技術領先面對產業(yè)“空心化”的情況，2009 年美國政府提出“再工業(yè)化”，鼓勵制造企業(yè)重返美國，重構實體經濟。重視工業(yè)機器人的技術發(fā)展，鼓勵工業(yè)機器人應用從大公司不斷走向中小型企業(yè)。實現(xiàn)智能機器人技術世界領先、保持制造業(yè)世界第一的地位日本全面領先存在較嚴重的社會老齡化、勞動人口減少、自然災害頻發(fā)等問題，工業(yè)機器人產業(yè)面臨中國、韓國等新興國家快速追趕。擬通過實施五年行動計劃和六大重要舉措達成三大戰(zhàn)略目標，推動日本機器人革命，提升日本制造業(yè)的國際競爭力，獲取大數(shù)據(jù)時代的全球化競爭優(yōu)勢。保持世界第

16、一的“機器人 王國”地位德國綜合領先制造業(yè)增長乏力，以美國為首的信息技術不斷滲透到制造業(yè)，使得德國的競爭優(yōu)勢面臨被削弱的危機?！肮I(yè)4.0”帶動機器人智能化，將工業(yè)機器人融入“智能制造”的信息物理系統(tǒng)(CPS,Cyber-PhysicalSystem) 中，在制造業(yè)向智能化轉型過程中，推動工業(yè)機器人產業(yè)的發(fā)展。保持世界制造業(yè)強國地位韓國產業(yè)追趕國內汽車、電子等行業(yè)對工業(yè)機器人的需求旺盛，國產機器人在海外市場表現(xiàn)不佳，急需尋求機器人發(fā)展突破點。提出四個策略推動機器人產業(yè)的發(fā)展，通過推動機器人與各領域的融合應用，將機器人打造成支柱產業(yè)，重點發(fā)展救災機器人、醫(yī)療機器人、智能工業(yè)機器人、家庭機器人等四

17、大類型機器人。進入世界機器人強國前三名中國全面追趕市場增長快，發(fā)展空間大，但是自主發(fā)展能力較差，關鍵零部件嚴重依賴進口。工業(yè)機器人企業(yè)數(shù)量多，低水平競爭，同質化嚴重?！笆?時期要實現(xiàn)“兩突破”、“三提升”，即實現(xiàn)機器人關鍵零部件和高端產品的重大突破，實現(xiàn)機器人質量可靠、市場占有率和龍頭企業(yè)競爭力大幅提升。形成較為完善的機器人產業(yè)體系，成為世界制造強國。2 工業(yè)機器人手臂結構設計目前的工業(yè)機器人中，最為普遍的就是六軸機器人了，他相比于傳統(tǒng)的直角坐標系，圓柱坐標系和極坐標系機器人，極大提升了機構的靈活性，通過6個轉動軸控制機器人手臂的6個自由度，與此同時，六軸機器人擁有大臂和小臂兩個機械臂，通

18、過兩臂間的相對運動，大大提升工作空間，而且其占地面積小，結構緊湊簡單，安裝方便。本章節(jié)主要設定機器人的各項參數(shù)，研究其本體機構，然后通過前三個關節(jié)的運動情況，研究其位姿變換，最終求得所研究的工業(yè)機器人手臂的工作范圍。2.1工業(yè)機器人手臂總體結構框架本次研究的六軸機器人手臂，總體結構遵循傳統(tǒng)六軸機器人，都是以軸1軸6相交的系統(tǒng)建立各個關節(jié)，其中軸2與軸3平行，軸4、軸5、軸6相交于一點，為了確保機器人手臂在工作中的靈活性，盡量節(jié)約空間，以及保證工作范圍最大化，我們將伺服電機位置盡量下移，這里將控制大臂轉動的伺服電機放在基座側端，通過蝸輪蝸桿改變轉動方向，滿足工作需求；控制大臂和小臂俯仰的伺服電機

19、放在驅動臂座與大臂相交的位置，控制軸4軸5軸6的電機放在小臂靠近大臂末端的位置，將重心后移，減少力矩，所有伺服電機皆為外置，減少了結構的復雜性，并且方便電機的維修檢查。手腕部分選擇RBR型手腕，最初的RBR型手腕式為了避免管路打結所以設計的尺寸很大，不過我們這里將軸4的占用空間歸至小腕的長度之中，而且不同于傳統(tǒng)的六中機器人手臂的同步帶輪設計，這里將軸4軸5軸6的傳動交由幾個空心的中心軸帶動，既保證運動不會影響內部管路，又比同步帶輪更節(jié)約空間并且美觀。2.2.工業(yè)機器人的傳動結構分析2.2.1關節(jié)6的結構關節(jié)6的傳動零件包括兩組錐形齒輪，一組直齒圓柱形齒輪，一組諧波齒輪，一個連接錐齒輪與諧波齒輪

20、的中心軸以及軸承和連接件組成，其中中心軸實現(xiàn)了電機轉動的遠距離輸出，而且相對于同步帶輪精度更高。兩組錐齒齒輪兩次改變轉動軸方向，使其與關節(jié)5配合更契合，并使轉動軸最終轉動方向為手腕末端的轉動方向。2.2.2關節(jié)5的結構關節(jié)5的傳動零件包括一組錐形齒輪，一組諧波齒輪，一個連接錐齒輪與諧波齒輪的中心軸以及軸承和連接件組成，其中中心軸同樣起到了電機轉動遠距離傳輸?shù)淖饔茫F形齒輪改變轉動方向。2.2.3關節(jié)2、4的結構關節(jié)4的傳動零件只有一組諧波齒輪和軸承以及連接件組成，諧波齒輪降低了電機傳動來的高速轉動，并且放大了力矩，連接中心軸帶動手腕整體轉動。關節(jié)2則是直接通過諧波齒輪降低轉速傳動到大臂轉軸上，

21、帶動大臂轉動。2.2.4關節(jié)3的結構關節(jié)3的傳動零件包括一組諧波齒輪和一個平行四邊形機構組成，平行四邊形機構將帶動小臂的電機位置下移，更節(jié)約空間，使機構更加靈活。2.2.5關節(jié)1的結構關節(jié)1的傳動是通過蝸輪蝸桿傳動的，蝸輪蝸桿傳動可以改變轉軸方向，不同于錐形齒輪的地方在于兩嚙合齒面間為線接觸，所以其承載能力遠遠大于錐形齒輪，并且機構更加緊湊。2.3工業(yè)機器人手臂基本尺寸確定本次設計的機器人手臂主要針對點膠，弧焊，搬運功能進行技術分析與參數(shù)設定2.3.1大小臂參數(shù)機器人的工作范圍是一個機器人最總要的參數(shù)，也是所有機器人參數(shù)中最直觀最重要的參數(shù)之一，機器人的工作空間由機器人的位姿和手腕工作空間決定

22、，位姿變化大臂（l1）小臂(l2)的長度密切相關，是影響機器人手臂工作范圍的最直接因素，理想情況下機器人工作范圍為一個R=（l1+12),r=(l2-l1)的同心圓組成的圓環(huán)構成，當l2=l1時方為最大，因為考慮到手腕轉動會與基座空間干涉，所以l1=l2時兩臂間的夾角不可能為0，那么l1=l2就沒有意義了，為了實現(xiàn)手腕運動不會與大臂干涉，我們選取l2=l1+R1+d,其中R1為手腕轉動半徑，d為安全距離。2.3.2關節(jié)角范圍的確定關節(jié)角度是機器人位姿變化的另一大重要性因素，所以我們要在允許的范圍內選區(qū)最大的關節(jié)角以達到工作范圍最大化的目的，主要影響關節(jié)角大小確定的因素有空間結構上各零件在轉動過

23、程中發(fā)生空間干涉，以及各零件之間的安全距離。首先要考慮的就是大臂的轉動角度，大臂前傾后仰與驅動臂座是否干涉，與底座是否會發(fā)生碰撞，以及安全距離的保證，其次要考慮到大臂前傾角度過大會導致整個機構重心前移，重心偏移過大會增加機器所承受的載荷，載荷過大就需要增加機器關鍵部位零部件強度，增加不必要的麻煩，所以我們選取大臂轉動角度的時候前傾角不要太大，其次是小臂，只要空間不干涉并且保證安全距離就可以，之后各個關節(jié)角度確定都依據(jù)這兩個因素，最終確定出一下參數(shù)表：六軸機器人手臂參數(shù)表自由度6額定負載20KG最大工作半徑1361.5mm關節(jié)運動范圍關節(jié)1-170deg,+170deg關節(jié)2+20deg,+14

24、0deg關節(jié)3-90deg,+80deg關節(jié)4-180deg,+180deg關節(jié)5-120deg,+120deg關節(jié)6-360deg,+360deg各關節(jié)最大轉速關節(jié)1112deg/s關節(jié)2112deg/s關節(jié)3149deg/s關節(jié)4300deg/s關節(jié)5300deg/s關節(jié)6360deg/s2.3.3機器人手臂工作范圍根據(jù)以上確定的機器人基本參數(shù)，我們可以繪制出工業(yè)機器人手臂的工作范圍，圖1為關節(jié)2、3轉動時機器人位姿變化，圖中各個圓弧半徑分別為大小臂角度為180deg時沿大臂旋轉中心轉動+20deg+140deg的軌跡、大臂最大俯角時，小臂沿著小臂旋轉軸線由與大臂180度旋轉到最大俯角的軌

25、跡、小臂大小臂最小俯角時沿大臂旋轉中心轉動+20deg+140deg的軌跡、大小臂最大仰角時，小臂沿小臂旋轉軸線轉動-90deg+80deg的軌跡，圖2為機器人關節(jié)1轉動時機器人位姿變化，這兩個圖相結合就是工業(yè)機器人的工作范圍。3 六軸機器人手臂運動學分析3.1建立D-H數(shù)學模型3.1.1D-H數(shù)學模型的研究方法D-H建模其實就是齊次坐標變換的變形，他通過特定的坐標軸選擇，達到用4個參數(shù)來約束空間6個自由度的目的，從而使計算更高效。他可以將一個機器中的多個機構簡化成多個關節(jié)和連桿，然后通過連桿長度、連桿扭轉、連桿偏移和關節(jié)扭角四個參數(shù)來進行運算。其中連桿長度代表兩個相鄰關節(jié)軸線（旋轉關節(jié)的旋轉

26、軸或者平移關節(jié)的平行軸）間的距離，就是兩軸線公垂線的長度。連桿扭轉代表一個關節(jié)軸線繞它與下一個關節(jié)公垂線轉動至與下一個關節(jié)軸線平行位置的轉角。連桿偏移是指一個關節(jié)與前后兩個關節(jié)的公垂線在這個關節(jié)軸線上的距離。關節(jié)轉角則是指一個關節(jié)與前后兩個關節(jié)的公垂線在這個關節(jié)軸線上的轉角。在D-H參數(shù)體系中，我們通常用關節(jié)的軸線作為D-H軸系的Z軸，用本關節(jié)指向下一關節(jié)的方向定義為X軸，然后通過右手定則確定Y軸的方向。3.1.2為六軸機器人手臂建立D-H模型在我本次研究的六軸機器人手臂中包括了6個旋轉關節(jié)，所以我們需要對每個軸建立一個坐標系，并且要建立一個初始坐標系和一個末坐標系，總共8個坐標系。首先找到在

27、機器人手臂各個軸的軸線，并畫出相鄰兩軸線的公垂線，如下圖所示：我們把六軸機器人手臂的六個關節(jié)依據(jù)底座到手腕部分的方向依次定義為軸1到軸6。圖中綠色線代表軸線，紅色線代表公垂線，相鄰兩平行軸線的公垂線與上一公垂線相交，其中軸二、軸三方向為投影方向的法向，軸4、軸5、軸6軸線相交于一點。然后開始建立D-H參數(shù)中的軸系，選取各軸的軸線為Z軸，方向等X軸方向確定后再定義，定義軸系1的X軸為軸1與軸2的公垂線，方向為軸1指向軸2方向，Z軸方向為基座指向機械臂方向，原點為軸1軸線與軸1軸2公垂線的交點；軸系2的X軸為軸2與軸3的公垂線，方向為軸2指向軸3，Z軸方向為指向圖片里，原點為軸2軸線與軸2軸3公垂

28、線的交點；軸系3的X軸為軸3與軸4的公垂線，方向為軸3指向軸4，Z軸方向為指向圖片里，原點為軸3軸線與軸3軸4公垂線的交點；軸4與軸5的公垂線和軸4與軸3的公垂線平行，所以X軸方向與軸系3一致，Z軸方向由軸4指向軸5，原點為軸4軸線與軸3軸4公垂線的交點；軸系5的X軸為軸5與軸6的公垂線，方向在圖中向上，Z軸方向指向圖片里，原點為軸4軸5軸線交點；軸系6的X軸方向與軸系5的X軸方向一致，Z軸由軸5指向軸6，原點與軸系5一致；初始軸系（軸系0）X軸Z軸方向均與軸系1一致，原點為軸1軸線與底座底面交點；末坐標系（軸系7）X軸Z軸方向均與軸系6一致，原點為軸6軸線與手腕末端平面交點，Y軸方向遵循右手

29、定則。建立的D-H軸系如下圖所示：3.1.3D-H參數(shù)表及計算依據(jù)所建軸系測量出計算所需的D-H參數(shù)，見下表：ad100561.06912181.053-90deg023664.9950034169.846-90deg045090deg675.5560-90deg067（末端）001780根據(jù)D-H參數(shù)表中的信息，可以得出以下變換矩陣：T=；T=；T=；T=；T=；T=；T=。將以上矩陣依次相乘，得出初末軸系變換矩陣：T=TTTTTTT3.2在CATIA中DMU模塊中實現(xiàn)關節(jié)轉動及運動模擬CATIA中的DMU模塊可以對數(shù)字模型進行精準的運動狀態(tài)分析，是CATIA中很強大的功能，在數(shù)字模型運動機

30、構模擬(DMU Kinematics)模塊里，我們可以應用運動學原理，通過約束零件之間自由度的方法，建立出機構，并且按照所設定的命令達到需要的運動狀態(tài)和運動軌跡。在這個模塊里數(shù)種接合方式，供用戶創(chuàng)建機構，并且可以實現(xiàn)動態(tài)仿真，記錄運動狀態(tài)，然后制作成影片播放。進入DMU運動分析模塊需要處于Product模塊下，才可以直接導入裝配到DMU運動分析中，不然就會新建一個Product文件，然后要將已有的子產品導入到到這個裝配中。進行DMU運動分析的第一步就是創(chuàng)建運動接合（Joint），這里的17種運動接合可以模擬大多數(shù)運動方式，大致可以分為四類，實體接合，幾何接合，復合接合，以及坐標對齊。其中實體結

31、合就是用已有的零件，利用零件的軸、面等進行約束的接合方法，幾何接合是利用創(chuàng)建的幾何圖形進行約束，復合接合是擁有多個自由度的接合方式，坐標對齊是一種利用創(chuàng)建坐標軸的方法創(chuàng)建接合的方法。在這次研究的六軸機器人中，我們可以應用到的只有旋轉接合，剛性接合和齒輪接合，其他的就不一一介紹了。旋轉接合，可以讓兩個零件繞著一個軸轉動，但這兩個將零件在結合的位置必須各有一條軸線和一個與軸線正交的平面，將兩軸線重合并設置兩平面之間的偏移距離后，即成為了一個自由度為1的旋轉接合。剛性接合，可以將兩個零件接合成一個剛體，保證兩個零件之間的相對位置不再改變，這個接合方式可以模擬螺栓固定，在這次研究中應用最為頻繁。齒輪接

32、合，這種接合方式是采用虛擬出兩個圓盤帶替齒輪，手動設置傳動比和旋轉方向，不需要繪制齒輪模型就可以實現(xiàn)運動仿真，齒輪接合由兩個旋轉接合組成，每個旋轉接合都有一個固定轉軸和一個轉動圓盤組成，圓盤間不需要相互接觸，圓盤大小與齒輪的傳動比也無關。一個完整的機構還要有一個固定零件作為參考，所有的機構運動都是相對于固定零件進行的，而且一個運動機構中只能有一個固定零件。3.3在CATIA中校核D-H模型計算結果正確性在CATIA中進入DMU運動分析模塊，打開六軸機器人裝配圖，為了讓各關節(jié)轉角更直觀的體現(xiàn)出來將其結構進行簡化，只保留表面結構，將內部齒輪和一些不必要的連接結構隱藏，只保留各個關節(jié)和外觀，然后將底座固定，將關節(jié)1以前的結構都依次進行剛性接合，建立約束，之后選取底盤旋轉渦輪上法蘭蓋軸線與驅動臂座的軸線通過兩零件相互平行的兩個偏移平面建立一個轉動接合，然后將關節(jié)2與關節(jié)3之間所有的零件通過剛性接合依次接合在一起，再選取關節(jié)2和關節(jié)3對應軸線與平面進行旋轉接合約束，以此類推，直到將所有保留的零件都約束好了，機構中顯示自由度為6，就可以進行下一步了。點擊使用命令進行模擬，在其中調節(jié)各個關節(jié)角度，讓機構動起來，選取一組關節(jié)角度，在CATIA中用坐標創(chuàng)建一個點，設這個點基于軸系7的坐標為（0,100,