本文關(guān)鍵詞：碼垛機(jī)器人運(yùn)動特性的研究與實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：碼垛機(jī)器人,就是依照集成單元化思想,將一件件的物料按照一定的模式堆碼成垛,從而實(shí)現(xiàn)物料的儲存、裝卸、搬運(yùn)和運(yùn)輸?shù)任锪骰顒印＝陙?隨著工業(yè)自動化、智能化水平的提高,碼垛機(jī)器人正在物流領(lǐng)域扮演著愈發(fā)重要的角色,成為當(dāng)下工業(yè)機(jī)器人的研究熱點(diǎn)。課題針對碼垛機(jī)器人的設(shè)計(jì)進(jìn)行了相關(guān)理論的研究,并對機(jī)器人調(diào)試過程中遇到的問題,進(jìn)行了理論分析,提出了解決方法,并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。首先,介紹了碼垛機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),在此基礎(chǔ)上利用幾何關(guān)系,進(jìn)行機(jī)器人主傳動機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析,通過建立參考坐標(biāo)系優(yōu)化計(jì)算,利用坐標(biāo)系之間的齊次變換,得到碼垛機(jī)器人運(yùn)動學(xué)位置的正反解,并且通過實(shí)際測得的數(shù)據(jù)驗(yàn)證了其正確性。利用其一階、二階導(dǎo)數(shù)得到速度、加速度的運(yùn)動學(xué)正反解。通過雅各比矩陣分析了機(jī)器人的奇異性,并且根據(jù)其機(jī)械約束,利用數(shù)值法計(jì)算了碼垛機(jī)器人的理論工作空間。其次,利用拉格朗日法分析廣義坐標(biāo)下機(jī)器人各個(gè)桿件運(yùn)動的動能與勢能,建立了動力學(xué)完整形式的方程式,從理論上分析其動力學(xué)性能。在Solidworks環(huán)境下進(jìn)行虛擬裝配得到碼垛機(jī)器人的結(jié)構(gòu)模型,將其簡化模型導(dǎo)入ADAMS軟件中,并控制機(jī)器人末端運(yùn)動,仿真分析腰部驅(qū)動關(guān)節(jié)的力矩與速度、加速度的關(guān)系,得到其運(yùn)動曲線圖,以及力矩峰值時(shí)對應(yīng)的機(jī)器人位姿,理論驗(yàn)證動力學(xué)方程的正確性,為最優(yōu)加速度研究提供依據(jù)。再次,針對機(jī)器人調(diào)試過程中遇到的運(yùn)動容易超限的問題,研究了不同的速度曲線控制方式,提出了一種加速度最優(yōu)的,滿足運(yùn)動約束的T型速度曲線控制方法,在保證運(yùn)動平穩(wěn)的基礎(chǔ)上,充分發(fā)揮驅(qū)動關(guān)節(jié)的驅(qū)動性能。并且詳細(xì)介紹了機(jī)器人軌跡規(guī)劃算法的實(shí)現(xiàn)過程。最后,介紹碼垛機(jī)器人運(yùn)動控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。分別調(diào)用封裝好的單軸絕對位置、軸組連續(xù)曲線運(yùn)動控制指令編寫程序,通過與傳統(tǒng)速度曲線下的運(yùn)動進(jìn)行比較,表明無論單軸還是軸組,該最優(yōu)加速度軌跡規(guī)劃算法下的各個(gè)驅(qū)動關(guān)節(jié)的驅(qū)動性能最優(yōu)。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP242

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1144084