本文主要研究了新型的3-RPS角臺并聯(lián)機構(gòu)的正反解位姿計算和卡當運動，對該運動的輸入進行了軌跡規(guī)劃，并用計算機對該機構(gòu)的結(jié)構(gòu)、位姿及運動進行了輔助設(shè)計和仿真，具體包括以下內(nèi)容： 對機構(gòu)的位姿反解進行了分析與計算，并對參數(shù)的可能取值進行了討論。建立了機構(gòu)的正解方程，由于并聯(lián)機構(gòu)的位姿正解比較難，因此采用數(shù)值分析方法中的牛頓迭代法進行求解。在保證一定精度的條件下，用該方法求得的位姿正解對于機器人的輸入控制與軌跡規(guī)劃有實際意義。 研究了該機構(gòu)的卡當運動，分析了運動過程中的速度和速度瞬心的分布規(guī)律，并分析了卡當運動過程中各轉(zhuǎn)角間及轉(zhuǎn)角與頂點位置間的相互關(guān)系。對于可能出現(xiàn)的干涉，研究了改進型機構(gòu)，以保證機構(gòu)在0°～360°的角度內(nèi)無干涉的運動，擴大了機構(gòu)的運動空間范圍，有利于實現(xiàn)空間的各種連續(xù)運動。對卡當運動輸入桿件的伸長進行了軌跡規(guī)劃，采用了多項式與混有拋物線的線性函數(shù)作為規(guī)劃軌跡，研究了不同速度參數(shù)條件下的位移、速度、加速度的時間變化曲線，給出了最優(yōu)曲線和最優(yōu)速度，這對于機構(gòu)卡當運動輸入控制的實現(xiàn)和優(yōu)化具有重要意義。 最后，在以上分析和計算的基礎(chǔ)上開發(fā)了機構(gòu)仿真軟件，利用該... 

【文章來源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：102 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
英文摘要
第1章 緒論
    1.1 三自由度并聯(lián)機器人研究
        1.1.1 國內(nèi)外研究狀況
        1.1.2 正反解計算的研究
        1.1.3 運動空間的研究
        1.1.4 軌跡規(guī)劃的研究
    1.2 對機器人進行計算機仿真的研究現(xiàn)狀
    1.3 本課題的意義和內(nèi)容
        1.3.1 課題研究的意義
        1.3.2 課題研究的內(nèi)容目標及方法
第2章 3-RPS角臺機構(gòu)的位姿反解與正解分析
    2.1 3-RPS角臺機構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡圖及自由度計算
    2.2 位姿反解方程的建立與求解
        2.2.1 位姿反解方程的建立
        2.2.2 結(jié)構(gòu)約束
        2.2.3 奇次變換矩陣各個參數(shù)的確定
    2.3 位置正解方程的建立及其數(shù)值解法
        2.3.1 一般RPS運動鏈對末端的約束
        2.3.2 3-RPS角臺機構(gòu)的位置正解
        2.3.3 牛頓迭代法的原理及步驟
        2.3.4 角臺頂點D的坐標求解
        2.3.5 正解計算實例
    2.4 本章小結(jié)
第3章 3-RPS角臺機構(gòu)的卡當運動研究
    3.1 引言
    3.2 卡當機構(gòu)
    3.3 3-RPS機構(gòu)卡當運動分析
    3.4 卡當運動速度瞬心分析
    3.5 卡當運動角度關(guān)系分析
    3.6 卡當運動干涉分析
        3.6.1 機構(gòu)干涉
        3.6.2 避免干涉的方法
        3.6.3 卡當機構(gòu)的改進型
    3.7 本章小結(jié)
第4章 機器人軌跡規(guī)劃
    4.1 基本思想
    4.2 對0到90度1桿的桿長變化進行軌跡規(guī)劃
        4.2.1 用三次多項式進行軌跡規(guī)劃
        4.2.2 拋物線和線性函數(shù)軌跡規(guī)劃
    4.3 從0度到360度進行軌跡規(guī)劃
        4.3.1 用三次多項式運動軌跡規(guī)劃
        4.3.2 三次多項式運動軌跡規(guī)劃實例
        4.3.3 用帶有取道點且混有拋物線的線性函數(shù)軌跡規(guī)劃
        4.3.4 用帶有偽取道點且混有拋物線的線性函數(shù)軌跡規(guī)劃
        4.3.5 有偽取道點且混有拋物線的線性函數(shù)軌跡規(guī)劃實例
    4.4 本章小結(jié)
第5章 3-RPS角臺運動仿真軟件的設(shè)計
    5.1 引言
    5.2 有關(guān)內(nèi)容介紹
        5.2.1 OpenGL介紹
        5.2.2 計算機輔助設(shè)計簡介
        5.2.3 編程軟件簡介
    5.3 仿真程序的設(shè)計流程及實現(xiàn)
        5.3.1 需求分析
        5.3.2 總體設(shè)計過程及思想
        5.3.3 每一模塊的功能及其實現(xiàn)
        5.3.4 模塊化的擴充
        5.3.5 類的說明及實現(xiàn)
        5.3.6 動態(tài)仿真動畫的實現(xiàn)
        5.3.7 MatLab動態(tài)鏈接庫的實現(xiàn)
        5.3.8 具體功能及其設(shè)計與實現(xiàn)
    5.4 仿真軟件的功能及使用
    5.5 運用該軟件對機構(gòu)進行分析
    5.6 機構(gòu)仿真曲線數(shù)據(jù)圖及分析
    5.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的論文
致謝
個人簡歷


【參考文獻】：
期刊論文
[1]并聯(lián)機器人機構(gòu)概述[J]. 文福安,楊光.  機械科學(xué)與技術(shù). 2000(01)
[2]一種機器人軌跡規(guī)劃的新方法[J]. 劉永超,黃玉美,王效岳,高峰,張廣鵬.  機械科學(xué)與技術(shù). 1999(06)
[3]并聯(lián)機器人機構(gòu)位置正解[J]. 文福安,梁崇高,廖啟征.  中國機械工程. 1999(09)
[4]欠秩三自由度3-RPS三維卡當機構(gòu)的工作空間分析[J]. 王晶,焦有暉,黃真.  機械傳動. 1999(03)
[5]3-RPS控制位置用并聯(lián)機器人機構(gòu)的位置反解[J]. 孔憲文,黃真.  機械科學(xué)與技術(shù). 1999(03)
[6]新型并聯(lián)機床的操作空間分析[J]. 李兵,王知行,袁劍雄.  機械設(shè)計與研究. 1999(01)
[7]用連續(xù)法進行 6-SPS 并聯(lián)機器人機構(gòu)的位置正解[J]. 孔憲文,鄭永志,陸衛(wèi)杰.  機械科學(xué)與技術(shù). 1998(06)
[8]并聯(lián)桿系機床的結(jié)構(gòu)分析與加工過程的計算機仿真[J]. 王知行,吳波,張嘉歆,李建生.  制造技術(shù)與機床. 1998(09)
[9]空間兩彈簧系統(tǒng)的力逆解[J]. 孔憲文,楊廷力.  機械科學(xué)與技術(shù). 1998(04)
[10]在復(fù)數(shù)域內(nèi)進行平面機構(gòu)的特殊位形分析[J]. 孔憲文,楊廷力.  機械科學(xué)與技術(shù). 1998(03)



本文編號：3188205