本文關(guān)鍵詞：二自由度平動(dòng)并聯(lián)機(jī)械手運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究

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【摘要】：與串聯(lián)機(jī)器人相比,并聯(lián)機(jī)器人(本文指代并聯(lián)機(jī)械手)具有運(yùn)動(dòng)慣量低、負(fù)載能力強(qiáng)、剛度大、動(dòng)態(tài)性能好等優(yōu)點(diǎn),目前高速、輕型并聯(lián)機(jī)械手目前已廣泛應(yīng)用于電子、食品、包裝等輕工業(yè)領(lǐng)域。因此,自主研發(fā)滿足企業(yè)承載重、緩取緩放、運(yùn)動(dòng)精度高、低成本等特定需求的機(jī)械手,同時(shí)促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研之間的結(jié)合,加快其工業(yè)化進(jìn)程具有十分重要的實(shí)際意義。論文主要從以下幾個(gè)方面展開(kāi):針對(duì)簡(jiǎn)化后的機(jī)械機(jī)構(gòu),利用D-H法,快速確定各連桿坐標(biāo)系及連桿參數(shù),經(jīng)過(guò)坐標(biāo)系變換,根據(jù)相等矩陣對(duì)應(yīng)元素分別相等建立求解方程組,得到機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解;利用幾何法簡(jiǎn)單快速建立運(yùn)動(dòng)學(xué)方程組,求得機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)正解,并通過(guò)MATLAB編程驗(yàn)證求得位置模型的正確性。依據(jù)機(jī)械手在工作空間內(nèi)的需求,分別運(yùn)用五次多項(xiàng)式規(guī)劃算法及帶有拋物線的線性插值法對(duì)其軌跡進(jìn)行規(guī)劃;經(jīng)過(guò)編程驗(yàn)證得多項(xiàng)式規(guī)劃算法在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中各點(diǎn)速度、加速度平滑、連續(xù),末端產(chǎn)生振動(dòng)小;最終通過(guò)Pro/e 5.0運(yùn)動(dòng)學(xué)速度仿真驗(yàn)證多項(xiàng)式軌跡規(guī)劃算法得合理性,同時(shí)再次驗(yàn)證前期建立的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型的正確性。運(yùn)用“機(jī)器控制器(PLC)+觸摸屏(HMI)”控制模式設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)機(jī)械手運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)整體系統(tǒng)框架、硬件總體架構(gòu),并分別對(duì)PLC、伺服單元、檢測(cè)反饋單元進(jìn)行選配和設(shè)置;給出軟件主程序流程圖,采用PLC的相位控制,線性多段插值功能保證機(jī)械手兩驅(qū)動(dòng)電機(jī)之間能搞進(jìn)行高效精確協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng),并給出聯(lián)動(dòng)運(yùn)動(dòng)核心算法流程圖。最后在搭建的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)基礎(chǔ)上,采集機(jī)械手在一次軌跡運(yùn)動(dòng)過(guò)程中兩電機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù),并與標(biāo)準(zhǔn)理論數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,排除系統(tǒng)存在的誤差、干擾等因素,末端點(diǎn)運(yùn)動(dòng)曲線整體走勢(shì)與理論曲線一致,驗(yàn)證運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)搭建的正確性;同時(shí)指出系統(tǒng)后續(xù)改進(jìn)的方向和方法,以提高運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的合理性及研發(fā)高效性。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)計(jì)量大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TP241

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本文編號(hào)：1242242