本文關(guān)鍵詞：懸鏈涂裝線上車(chē)輪搬運(yùn)機(jī)器人的軌跡規(guī)劃

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【摘要】：隨著生活水平的提高,汽車(chē)成為了人們最普通的交通工具,車(chē)輪轂的需求量也逐漸的增加,落后的車(chē)輪轂生產(chǎn)條件不能夠滿足生產(chǎn)需要,同時(shí)隨著科技的發(fā)展,工業(yè)機(jī)器人也逐漸的走進(jìn)人們的視野,國(guó)內(nèi)很多的公司已經(jīng)開(kāi)始引進(jìn)機(jī)器人生產(chǎn)線,本文研究的課題就是針對(duì)車(chē)輪轂噴涂工藝這一環(huán)節(jié)。本文提出采用車(chē)輪搬運(yùn)機(jī)器人代替工人完成將車(chē)輪轂搬運(yùn)、懸掛到懸鏈涂裝線的吊鉤上這一過(guò)程的工作,并且針對(duì)搬運(yùn)懸掛車(chē)輪轂這一噴涂工序做出了以下一系列的研究工作:第一,根據(jù)需要機(jī)器人代替人工完成搬運(yùn)車(chē)輪工作,并且在懸掛時(shí)為了噴涂質(zhì)量達(dá)到最佳,要求在車(chē)輪懸掛到吊鉤之后車(chē)輪轂氣門(mén)孔位于正上方位置,首先設(shè)計(jì)了專(zhuān)門(mén)的車(chē)輪搬運(yùn)機(jī)器人的車(chē)輪轂夾持器,夾持器按功能分為三個(gè)部分:夾持部分、氣門(mén)孔定位部分和車(chē)輪旋轉(zhuǎn)部分,加持部分完成對(duì)車(chē)輪轂的夾持功能,氣門(mén)孔定位部分通過(guò)相機(jī)等視覺(jué)部分完成氣門(mén)孔定位分析,之后由旋轉(zhuǎn)部分通過(guò)氣門(mén)孔定位部分返回的信息將氣門(mén)孔旋轉(zhuǎn)到預(yù)定位置。第二,如想通過(guò)機(jī)器人完成抓取懸掛車(chē)輪這一過(guò)程,必須對(duì)機(jī)器人搬運(yùn)車(chē)輪進(jìn)行控制方面的規(guī)劃,本文接下來(lái)對(duì)車(chē)輪搬運(yùn)的機(jī)器人本體進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)建模,通過(guò)運(yùn)動(dòng)旋量理論建立了車(chē)輪搬運(yùn)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)的正、逆解的數(shù)學(xué)模型,車(chē)輪搬運(yùn)機(jī)器人屬于冗余機(jī)器人,同樣的搬運(yùn)車(chē)輪過(guò)程會(huì)出現(xiàn)許多的冗余解,本文對(duì)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解解出關(guān)節(jié)角度值選取做了算法優(yōu)化,并且針對(duì)后面的車(chē)輪搬運(yùn)過(guò)程的規(guī)劃對(duì)機(jī)器人的整個(gè)工作空間進(jìn)行了仿真分析,為后面軌跡規(guī)劃做好鋪墊。第三,逐步的分析機(jī)器人抓取、搬運(yùn)以及懸掛車(chē)輪整個(gè)過(guò)程的工作,并且對(duì)車(chē)輪搬運(yùn)機(jī)器人完成這一工作過(guò)程進(jìn)行了軌跡規(guī)劃,完成對(duì)車(chē)輪搬運(yùn)機(jī)器人搬運(yùn)車(chē)輪過(guò)程的軌跡規(guī)劃之后,采用Matlab中的Robotic Toolbox建立了機(jī)器人本體的模型并對(duì)規(guī)劃的運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行仿真和具體的分析。第四,本文對(duì)車(chē)輪搬運(yùn)機(jī)器人與實(shí)際的車(chē)輪搬運(yùn)場(chǎng)景進(jìn)行實(shí)物平臺(tái)搭建,并對(duì)車(chē)輪搬運(yùn)機(jī)器人工作平臺(tái)和控制系統(tǒng)實(shí)物進(jìn)行了介紹,將軌跡規(guī)劃的結(jié)果通過(guò)機(jī)器人編程軟件OtoStudio進(jìn)行機(jī)器人控制系統(tǒng)編程,在車(chē)輪搬運(yùn)機(jī)器人實(shí)物平臺(tái)允許的基礎(chǔ)上對(duì)機(jī)器人搬運(yùn)、懸掛車(chē)輪的工作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
【關(guān)鍵詞】：搬運(yùn)機(jī)器人 車(chē)輪夾持器 運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 軌跡規(guī)劃 仿真
【學(xué)位授予單位】：濟(jì)南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TP242
【目錄】：

• 摘要8-9
• Abstract9-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 工業(yè)機(jī)器人國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)11-12
• 1.1.1 國(guó)外機(jī)器人研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)11
• 1.1.2 國(guó)內(nèi)機(jī)器人研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)11-12
• 1.1.3 車(chē)輪生產(chǎn)中機(jī)器人應(yīng)用的現(xiàn)狀12
• 1.2 視覺(jué)定位技術(shù)現(xiàn)狀12-13
• 1.3 工業(yè)機(jī)器人軌跡規(guī)劃現(xiàn)狀13-14
• 1.3.1 工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)現(xiàn)狀13-14
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)外機(jī)器人軌跡規(guī)劃發(fā)展與現(xiàn)狀14
• 1.4 課題研究的意義以及使用前景14-15
• 1.5 本文的主要內(nèi)容15-17
• 第二章 機(jī)器人搬運(yùn)車(chē)輪的需求與方案分析17-23
• 2.1 機(jī)器人搬運(yùn)車(chē)輪的應(yīng)用背景17
• 2.2 搬運(yùn)車(chē)輪的需求分析17-18
• 2.3 關(guān)鍵技術(shù)分析與方案選擇18-22
• 2.3.1 機(jī)器人的選取方案18-20
• 2.3.2 夾持器的設(shè)計(jì)方案20-21
• 2.3.3 車(chē)輪搬運(yùn)的軌跡規(guī)劃方法的選取方案21-22
• 2.4 本章小結(jié)22-23
• 第三章 機(jī)器人夾持器的優(yōu)化設(shè)計(jì)23-29
• 3.1 車(chē)輪搬運(yùn)機(jī)器人的夾持器的設(shè)計(jì)要求23
• 3.2 車(chē)輪夾持器結(jié)構(gòu)方案23-25
• 3.2.1 車(chē)輪搬運(yùn)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)23-25
• 3.2.2 具體工作過(guò)程25
• 3.3 氣門(mén)孔視覺(jué)定位工作原理25-28
• 3.3.1 夾持器圖像處理原理25-27
• 3.3.2 圖像處理流程圖27-28
• 3.4 本章小結(jié)28-29
• 第四章 車(chē)輪搬運(yùn)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)建模29-37
• 4.1 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)的概述29
• 4.2 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)29-35
• 4.3.1 正運(yùn)動(dòng)學(xué)29-32
• 4.3.2 逆運(yùn)動(dòng)學(xué)32-35
• 4.3 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解根的優(yōu)化35-36
• 4.4 本章小結(jié)36-37
• 第五章 車(chē)輪轂搬運(yùn)軌跡規(guī)劃37-59
• 5.1 軌跡規(guī)劃概念37
• 5.2 車(chē)輪抓取懸掛路路徑軌跡規(guī)劃37-43
• 5.2.1 物體的描述37-38
• 5.2.2 坐標(biāo)系的描述38-39
• 5.2.3 工作過(guò)程的描述39-40
• 5.2.4 車(chē)輪搬運(yùn)的關(guān)鍵位姿圖40-43
• 5.3 軌跡的規(guī)劃算法43-49
• 5.3.1 求得相鄰兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)之間的位置位姿差值43-44
• 5.3.2 車(chē)輪搬運(yùn)兩點(diǎn)之間直線姿態(tài)插補(bǔ)44-45
• 5.3.3 車(chē)輪搬運(yùn)過(guò)程兩點(diǎn)之間圓弧插補(bǔ)45-47
• 5.3.4 車(chē)輪搬運(yùn)過(guò)程兩個(gè)路徑段之間的過(guò)渡47-48
• 5.3.5 車(chē)輪搬運(yùn)軌跡的實(shí)時(shí)生成48-49
• 5.4 車(chē)輪搬運(yùn)機(jī)器人搬運(yùn)懸掛車(chē)輪過(guò)程的仿真49-57
• 5.4.1 構(gòu)建機(jī)器人對(duì)象的模型49-50
• 5.4.2 車(chē)輪搬運(yùn)過(guò)程的軌跡規(guī)劃仿真50-57
• 5.5 本章小結(jié)57-59
• 第六章 車(chē)輪搬運(yùn)機(jī)器人工作實(shí)驗(yàn)平臺(tái)59-73
• 6.1 車(chē)輪搬運(yùn)機(jī)器人工作系統(tǒng)介紹59-61
• 6.1.1 系統(tǒng)架構(gòu)59-60
• 6.1.2 夾持器車(chē)輪轂氣門(mén)孔定位控制系統(tǒng)60
• 6.1.3 機(jī)械手的控制系統(tǒng)60-61
• 6.1.4 移動(dòng)平臺(tái)的控制系統(tǒng)61
• 6.2 車(chē)輪搬運(yùn)機(jī)器人工作輔助系統(tǒng)61-64
• 6.2.1 電控柜61-62
• 6.2.2 電源和保護(hù)電路62-64
• 6.3 車(chē)輪搬運(yùn)機(jī)器人應(yīng)用程序64
• 6.3.1 控制系統(tǒng)與機(jī)器人本體的通信64
• 6.3.2 機(jī)器人控制編程軟件系統(tǒng)64
• 6.4 車(chē)輪搬運(yùn)機(jī)器人軌跡規(guī)劃程序64-68
• 6.4.1 車(chē)輪搬運(yùn)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)程序65-66
• 6.4.2 車(chē)輪搬運(yùn)軌跡規(guī)劃程序66-68
• 6.5 機(jī)器人搬運(yùn)車(chē)輪操作過(guò)程68-71
• 6.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析71-72
• 6.7 本章小結(jié)72-73
• 第七章 結(jié)論與展望73-75
• 7.1 文章結(jié)論73-74
• 7.2 創(chuàng)新點(diǎn)74
• 7.3 展望74-75
• 參考文獻(xiàn)75-79
• 致謝79-81
• 附錄 181-83
• 附錄 283-90

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1130123