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随着世界贸易的发展,对集装箱需求的不断增大,我国的集装箱制造企业得到了快速发展。但是在传统的集装箱生产制造中,集装箱角柱板材的折弯工序仍然使用人工进行上下料作业。为了提高集装箱生产效率,降低人工成本,提高生产的安全性,本论文尝试将上下料机器人引入集装箱角柱板材折弯线,提出了一种基于2-P(Pa)并联机构的上下料机器人,并从结构设计、静力学、运动学、动力学等方面对其展开研究。具体研究内容如下:(1)对角柱板材折弯线的工艺流程以及折弯机的现场布置环境进行了分析,确定了上下料机器人的设计参数,并以此为基础,经过分析比较,确定了机器人本体结构的设计方案;设计出了符合要求的特定抓取机构;在确定以上机器人的机械结构后,利用Solidworks设计出机器人的虚拟样机。(2)利用ANSYS Workbench对集装箱角柱高效折弯上下料机器人的立柱横梁、移动载板等关键零部件进行了静力学分析;利用ANSYS Workbench拓扑优化模块对移动载板进行了拓扑优化;利用ANSYS Workbench的模态分析模块对机器人整机进行了模态分析。(3)对机器人的并联机构部分进行了运动学分析与仿真验证。首先建立了2-P(Pa)并联机构的简化模型;然后,利用数值法求解出了并联机构的位置正解方程与逆解方程,求出了其速度与加速度逆解方程;推导出了并联机构的雅克比矩阵,对并联机构的奇异位型及机构性能进行了分析;最后,利用ADMAS对运动学逆解完成了仿真验证。(4)对机器人进行了动力学分析与驱动元件选型。首先利用第一类拉格朗日方程,推导出了机器人并联机构的动力学方程;然后,采用类正弦加速度函数曲线,规划了机器人末端抓取机构的运行轨迹;通过Matlab软件得到了理论驱动力曲线,再将轨迹加载到ADAMS模型上,得到了机器人速度、加速度及驱动力的仿真曲线;对理论驱动力曲线与仿真驱动力曲线进行了对比分析。最后,完成了机器人驱动元件的选型。综上所述,本文提出了一种新型集装箱角柱高效折弯上下料机器人,并对其进行了静力学分析、运动学分析与动力学分析,通过仿真分析验证了运动学与动力学模型的正确性,为机器人样机的制作提供了理论指导。