本文以一種自主研制的索驅(qū)動并聯(lián)多體機器人為研究對象,針對其動力學建模、傳動系統(tǒng)設計和軌跡優(yōu)化的關(guān)鍵性問題展開了深入理論研究,旨在提高該索并聯(lián)機構(gòu)在軌跡抓取上的高速度、低能耗,并且將所得的相關(guān)理論應用于樣機。具體研究內(nèi)容如下:首先,基于矢量環(huán)法建立機構(gòu)運動學逆解模型,基于Maple數(shù)值迭代方法得到正運動學數(shù)值解。通過對中間彈簧件進行速度、加速度分析,基于拉格朗日能量法,建立矩陣形式的動力學模型,進而得到機構(gòu)慣量矩陣;運用Matlab軟件,對機構(gòu)在給定軌跡下的動力學模型進行仿真驗證,為后續(xù)傳動系統(tǒng)設計和軌跡優(yōu)化奠定基礎。其次,由于機構(gòu)的伺服電機和減速比參數(shù)對機構(gòu)運動學和動力學性能具有較大影響,為使機器人達到高速抓取的目的,對其伺服電機和減速比參數(shù)進行了設計。提出一種快速確定索驅(qū)動并聯(lián)機構(gòu)伺服電機和轉(zhuǎn)速比參數(shù)的流程化方法,并以所研究的索驅(qū)動并聯(lián)機器人為實例,對其伺服電機的額定轉(zhuǎn)速、力矩、功率、轉(zhuǎn)子慣量等參數(shù)和減速比參數(shù)進行了設計和選取,同時對相匹配的滾筒半徑和繩索參數(shù)進行了優(yōu)選。根據(jù)伺服電機轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩特性曲線,對選取的伺服系統(tǒng)進行了校核和調(diào)整,使機構(gòu)在不損失抓取速度的情況下成本得到降低�；跈C... 

【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 動力學建模
    1.3 傳動系統(tǒng)選型
    1.4 軌跡規(guī)劃
    1.5 本文的研究目的和主要內(nèi)容
第二章 索并聯(lián)機構(gòu)動力學建模分析
    2.1 引言
    2.2 運動學模型
        2.2.1 運動學逆解
        2.2.2 運動學正解
    2.3 動力學模型
        2.3.1 中間桿速度加速度分析
        2.3.2 拉格朗日法建模
        2.3.3 慣量矩陣的建立
    2.4 索并聯(lián)機構(gòu)動力學模型驗證
    2.5 本章小結(jié)
第三章 傳動系統(tǒng)設計
    3.1 引言
    3.2 傳動系統(tǒng)選型預估
        3.2.1 繩索參數(shù)
        3.2.2 滾筒和減速比選擇
        3.2.3 初選及校驗電機型號
    3.3 傳動系統(tǒng)選取實例
    3.4 慣量分布情況
    3.5 本章小結(jié)
第四章 基于遺傳算法的時間最優(yōu)和能量最優(yōu)軌跡優(yōu)化
    4.1 引言
    4.2 抓取運動路徑描述
    4.3 關(guān)節(jié)空間軌跡優(yōu)化
        4.3.1 操作空間和關(guān)節(jié)空間的選擇
        4.3.2 非均勻5次有理B樣條插值
    4.4 時間最優(yōu)軌跡優(yōu)化
        4.4.1 基于原始路徑點的時間最優(yōu)軌跡優(yōu)化
        4.4.2 基于優(yōu)勢方向的時間最優(yōu)軌跡優(yōu)化
    4.5 能量最優(yōu)軌跡優(yōu)化
        4.5.1 基于原始軌跡點的能量最優(yōu)軌跡優(yōu)化
        4.5.2 基于優(yōu)勢方向的能量最優(yōu)軌跡優(yōu)化
    4.6 本章小結(jié)
第五章 全文總結(jié)與展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻
附錄A
附錄B
附錄C
攻讀碩士學位期間取得的成果



本文編號：3168802