液压支架顶梁焊接机械臂的运动学分析与仿真

来源：机床与液压杂志2024年第13期北京时间：

作者：张鑫，刘长润，李旭，李军涛，王鹏

单位：山东科技大学机械电子工程学院；山东科技大学机械电子工程学院；山东科技大学机械电子工程学院；山东科技大学机械电子工程学院；山东科技大学机械电子工程学院

摘要：针对液压支架顶梁焊接过程中焊接工艺不完善、焊接难度大的现状，设计一种五自由度焊接机械臂，以保证顶梁的焊接效率和质量。基于改进D-H参数建模方法，对顶梁焊接机械臂进行正、逆运动学分析求解；采用蒙特卡罗法对液压支架顶梁焊接机械臂的有效工作空间进行分析；使用MATLAB中Robotics Toolbox工具箱对焊接机械臂进行建模和轨迹规划分析和仿真，得到各关节的角位移、角速度以及角加速度曲线；使用Adams得到机械臂的实时跟踪轨迹，经验证可知MATLAB的轨迹规划是正确的。分析仿真结果可得，设计的顶梁焊接机械臂轨迹平稳并连续，满足运动学要求，为后续顶梁焊接机械臂的动静力学分析和优化设计以及运动控制奠定了基础。

关键词：焊接机械臂;运动学;工作空间;轨迹规划

基金资助：国家自然科学基金项目（U23A20599）