1、“.....根据转速和扭矩要求选择型号电机，其功率.转矩,额定电压基频.基底转速最高转速旋转台驱动电机此电机的技术要求为保持定的扭矩，能够保证刀具在雕刻石料是产生的反力不能使载物台发生转动，根据齿轮传动的特点，该电机需要保持至少的转矩，则选择型号步进电机，该电机可以保持的转矩。.本章小结本章根据雕刻机器人的设计任务，通过调研和查阅文献确定了雕刻机器人的总起设计方案。再结合雕刻机器人所需要完成的各种工作运动确定了传动方案和动力方案，之后，再根据传动方案和动力方案的设计，给出了雕刻机器人的工作原理。最后，确定了雕刻机器人的工作参数以及电机。第章雕刻机器人运动仿真及动力学分析在前章，通过设计，确定了雕刻机器人的结构，通过三维建模软件，将零件的三维模型绘制出来，并进行装配，从而使得机构的运动的实现有了可视化的载体。通过指定零件的材料，在三维建模软件中对零件的质量进行计算，确定零件的质量质心转动惯量等分析参数。.运动仿真软件简述机械系统的虚拟样机技术即机械系统动态仿真技术,是项伴随计算机技术发展起来的新技术......”。

2、“.....可以在计算机上建立机械系统的模型,伴之以三维可视化处理,模拟在现实环境下系统的运动学和动力学特性,并根据仿真结果精化和优化系统的设计。这样可以提前预测产品的性能,大大缩短产品的开发时间,节省开发费用。虚拟样机技术在发达国家,如美国德国日本等都已得到广泛的应用,其应用领域从汽车制造业工程机械航空航天业造船业机械电子工业国防工业通用机械到人机工程学生物力学医学以及工程咨询等诸多方面。该部分的运动模拟是利用软件来实现的。软件使用交互式图形环境和零件库约束库力库，创建完全参数化的机械系统几何模型，其求解器采用多刚体系统动力学理论中的拉格朗日方程方法，建立系统动力学方程，对虚拟机械系统进行静力学运动学和动力学分析，输出位移速度加速度和反作用力曲线。软件的仿真可用于预测机械系统的性能运动范围碰撞检测等。.三维模型运动仿真三维模型运动仿真的基本思路由于在多体动力学分析软件中建模比较困难，所以将装配体的三维模型以定的格式保存，通过软件间的格式兼容导入到多体动力学分析软件中，使得分析模型得以建立。当然，由于零件太多分析起来比较麻烦，甚至不能进行分析......”。

3、“.....使其既保持原有模型的特性，又易于进行分析。对导入到多体动力学分析软件中的三维模型，按运动副的类型添加约束，如转动副滑动副等，并对原动件施加运动，若对机构的自由度约束合理，在多体动力学软件中就可以对雕刻机器人的运动进行仿真。为了便于得到雕刻机器人的加工轨迹以及能够直观的反应雕刻机器人的雕刻弧度在仿真中应用反求法。动的仿真模拟采用反求法，所谓反求法就是根据做要达到的结果，应用结果来求解未达到此结果所需要的些条件的方法。就如本次设计仿真之中，将刀具所走的轨迹作为求解各部分的驱动函数的条件，就是利用反求法求解过程。即首先给定工作接触点刀具顶端的运动轨迹，以此来反求各运动副的位移速度曲线，再将各运动副的位移速度转化成函数表示来驱动各运动副的驱动函数。三维模型运动仿真步骤根据上小节的内容可知，三维模型仿真的方法采用反求法，具体实施步骤如下为了能够在中简易的进行三维模型的运动仿真，我们先将雕刻机器人的模型进行简化处理，主要按照每个运动副将其分为四部分底部支座横向滑块部分竖直滑块部分刀具旋转部分......”。

4、“.....然后根据需要将装配后的模型按照指定的格式导出来。将从中导出的文件导入到中如图所示，在中将需要进行约束的自由度加以约束，如固定滑动副转动副等。图三维模型导入三维模型仿真的基本思路在本章中所论述过的样，在中利用反求法来反解驱动，因此，需要在模型中标出刀具顶端的点，来通过这点的轨迹进行反求，在中找到按钮，在三维模型中标出所需点，将标出的点与实体模型绑定。根据所求的轨迹计算出所标点驱动函数，驱动函数如下将以上函数输入到标出点的驱动函数之中，其他的未添加函数项全部选择。如图图标出点驱动函数添加图设置模型仿真的时间为，步数为，进行运动模拟，根据运动时的情况进行适当的修正，以得到最好的模拟效果。在选项中选择，在弹出的对话框中选择划出点轨迹的指令，在中点选标出点。在中画出的轨迹如图所示。图运动轨迹模拟.三维模型动力学分析运动仿真完成后，可以对任意铰链或点处的受力进行测量，般情况下，其结果的准确度要比人通过简化计算所得的结果的准确度要高。利用的仿真模拟，对三维模型中的各个部件位移和速度进行分析，根据得出的数值曲线，对模型的整体结构加以改动......”。

5、“.....并采用较大的安全系数，确保机构工作的安全性。三维模型各部分位移曲线分析根据.的运动仿真，得出了横向滑块竖直滑块以及刀具旋转部分的位移分析。通过位移分析的数值曲线，可以得到各部分的质心的位移轨迹，来分析机构的合理性。横向滑块的轴轴质心位移曲线图图如下图横向滑块质心轴位移曲线样条图横向滑块轴位移曲线从图图上可以看出，横向滑块在轴方向是条类似于正弦曲线的样条，而在轴上没有位移。由此，横向滑块的驱动位移函数式条轴上的类正弦曲线样条。竖直滑块轴轴质心位移曲线如图图，如下图竖直滑块轴质心位移曲线图竖直滑块轴质心位移曲线从图图上可以看出，竖直滑块在轴方向是条类似于正弦曲线的样条，而在轴上是条斜率逐渐增大的增函数曲线。由此，横向滑块的驱动位移函数是条轴上的类正弦曲线样条和轴上斜率逐渐增大的增函数曲线的合成曲线。刀具旋转部分轴轴质心位移曲线如图图，如下图刀具部分轴质心位移曲线图刀具旋转部分轴质心位移曲线从图图上可以看出，竖直滑块在轴方向是条类似于正弦曲线的样条，而在轴上是条斜率逐渐增大的增函数曲线。由此......”。

6、“.....三维模型各部分速度曲线分析根据和相同的方法，可以得出各个部分的速度曲线，具体如下横向滑块轴轴质心速度曲线图图，如下图横向滑块轴质心速度曲线图横向滑块轴质心速度曲线从图图上可以看出，横向滑块质心速度在轴方向是条斜率变化曲线的样条，而在轴上没有速度。由此，横向滑块的驱动速度函数是条轴上的斜率变化曲线样条。竖直滑块轴轴质心速度曲线如图图，如下图竖直滑块轴质心速度曲线图竖直滑块轴质心速度曲线从图图上可以看出，竖直滑块质心速度在轴方向是条斜率变化曲线的样条，而在轴上是条斜率变化曲线。由此，横向滑块的驱动速度函数是条轴上的斜率变化曲线和轴上斜率变化曲线的合成曲线。刀具旋转部分轴轴质心速度曲线如图图，如下图刀具旋转部分轴质心速度曲线图刀具旋转部分轴质心速度曲线从图图上可以看出，刀具旋转部分质心速度在轴方向是条斜率变化曲线的样条，而在轴上是条斜率变化曲线。由此，横向滑块的驱动速度函数是条轴上的斜率变化曲线和轴上斜率变化曲线的合成曲线。.三维模型的仿真驱动方法在.中介绍了怎么将中各部分的驱动位移和速度曲线测量出来......”。

7、“.....利用反求法求出的各部分的驱动参数，因此，设计控制方案时，可根据测出的各部分位移和速度曲线，建立各部分的驱动函数，来控制各部分的运动，达到雕刻石材的目的。设计各部分的驱动函数的步骤如下根据雕刻品的外部轮廓，设计驱动函数，若设计的外部轮廓比较复杂，可以先在直角坐标系中画出轮廓，在轮廓中选择若干点，分别记下其坐标，然后将以的格式导入到中作为刀具前端的驱动函数，经过调试后，可以逐渐满足所要求的轮廓的范围。运动仿真完成后，得到各个部分的位移和速度曲线样条，根据曲线样条设计各部分驱动函数，驱动各部分运动，达到工作目的。.本章小结本章利用软件，对所建的雕刻机器人的三维模型进行了运动仿真，确定模型的可动性和运动的正确性。并且可以利用的仿真，可以通过简单的方式来得到各部分的驱动函数，有利于提高设计的准确性和分析的可靠性。因此，在中，不仅完成了雕刻机器人运动所需要的驱动函数设计，还对雕刻机器人的设计方案本身根据仿真模拟效果做出修正和优化。第章关键部件的有限元校核有限元分析，利用数学近似的方法对真实物理系统几何和载荷工况进行模拟......”。

8、“.....即单元，就可以用有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统。前面已经将雕刻机器人的设计工作大致完成，现在，结合受力测量结果，利用软件中有限元分析工具的对雕刻机器人中关键零件进行形变与应力分析。刀具驱动轴在工作时与刀具直接连接，带动刀具进行雕刻石材的工作。雕刻机器人的关键就在于刀具在石材上能够稳定准确的完成设置好的雕刻曲线，所以，刀具驱动轴是雕刻机器人中的个关键零件。竖直滑块外支撑座主要支撑刀架以及刀具驱动的所有部件的重量，并且在雕刻时也承受着通过刀具驱动轴传来的切削反力。并且，竖直滑块外支撑座的稳定有利于刀具走位的准确度提高，因此，竖直滑块外支撑座同样是雕刻机器人的个关键部件。.刀具驱动轴校核在雕刻机器人中，由于主要的受力集中在指状铣刀及其所在的驱动轴上，因此，为了保证雕刻机器人的稳步运行，必须保证刀具驱动轴在安全范围内进行雕刻运动。驱动轴的材料是采用钢的弹性模量为，屈服强度为。经过查阅，雕刻时，轴受到的扭矩约为•。下图.是轴的基本尺寸。图.驱动轴基本尺寸将以上的数据导入到的有限元分析工具中进行分析。把图.中的第段在分析工具中固定......”。

9、“.....在满足以上的尺寸及受力条件下，模拟了该轴的受力情况。图是驱动轴的受力位移变量图，图是驱动轴应力分布图，图是驱动轴的应变分布图。图驱动轴受力位移变量图图驱动轴应力分布图图.驱动轴的应变分布图从图中可以分析出，其最大的位移变量为.，考虑到轴的长度为，而工程中对其刚度的要求是，所以，可以知道，刀具驱动轴的刚度是满足工程要求的。从图中可以看到，刀具驱动轴的最大应力为.，若安全系数取，小于,所以，刀具驱动轴的应力满足要求。.竖直滑块外支撑座校核在雕刻机器人中，竖直滑块外支撑座，主要承受了刀架以及刀架各部分驱动的全部作用力，其刚度稳定的承受这些力对于雕刻机器人的工作稳定性以及雕刻精准度有决定性作用，因此，对此部分进行有限元分析。竖直滑块外支撑座采用的材料是铸造碳钢，其弹性模量为，屈服强度为。经过计算该支撑座上所有部件的重量为，所以，竖直滑块的支撑座上表面所承受的力大约为。根据这些基本的数据对其进行有限元校核。将数据导入中有限元分析模块得到如图是竖直滑块外支撑座的受力位移变量图，图是竖直滑块外支撑座应力分布图......”。