發(fā)布時間：2018-02-13 02:20

  本文關(guān)鍵詞： 并聯(lián)機器人 運動學(xué)分析 動力學(xué)分析 仿真 控制設(shè)計　出處：《河南科技大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：三自由度移動并聯(lián)機器人具有結(jié)構(gòu)簡單、控制系統(tǒng)設(shè)計容易、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點,是少自由度并聯(lián)機器人中得到研究最多的一種類型。其良好的性能和廣泛的應(yīng)用前景,在機器人領(lǐng)域備受越來越多的學(xué)者關(guān)注。論文提出一種新型三自由度完全各向同性移動并聯(lián)機器人。該機器人包含一個動平臺、一個靜平臺,以及連接兩平臺的三條完全相同的運動支鏈,每條支鏈分別由一個移動副、兩個轉(zhuǎn)動副和一個平行四邊形結(jié)構(gòu)組成�；邶R次坐標變換法分析了機器人的運動學(xué)問題,推導(dǎo)出其位置方程、速度方程和加速度方程,揭示了機構(gòu)的輸入運動與輸出運動間呈一一對應(yīng)的控制映射關(guān)系。然后分別用Matlab軟件進行數(shù)值仿真分析和Pro/E軟件進行虛擬樣機仿真分析,并描繪出位置方程、速度方程和加速度方程的曲線。詳細地討論了新型移動并聯(lián)機器人的動力學(xué)問題。以“庫倫+粘性”摩擦模型為基礎(chǔ),推導(dǎo)出驅(qū)動滑塊和球鉸所受的摩擦力/力矩方程。然后采用拆桿法把機器人分成驅(qū)動滑塊、運動支鏈和動平臺三個部分。在考慮摩擦的情況下,利用牛頓-歐拉法分別建立了驅(qū)動滑塊、分支運動鏈和機器人動平臺的動力學(xué)模型,揭示了分支驅(qū)動力和加在動平臺上的外力之間的映射關(guān)系;最后基于ADAMS軟件和MATLAB編程對機器人動力學(xué)進行仿真,并繪制出驅(qū)動力、滑塊所受的摩擦力和球鉸所受的摩擦力矩的變化曲線。采用“上位機+運動控制卡”開放式控制系統(tǒng),通過位置控制模式對新型移動并聯(lián)機器人實體物理樣機進行控制運動。采用固高GT400-PCI-SV四軸運動控制卡和臺達交流伺服系統(tǒng),以及聯(lián)想計算機和機器人物理樣機組建了機器人的控制系統(tǒng)�；赩isual C 6.0軟件編寫了控制系統(tǒng)的復(fù)位程序和運動控制程序。利用SolidWorks軟件中的路徑跟蹤功能求解了末端執(zhí)行器軌跡為圓的輸入函數(shù)曲線和位置坐標,并嵌入到運動控制程序進行實體物理樣機實驗測試,描繪其末端執(zhí)行器的軌跡,實驗結(jié)果有效的驗證了控制系統(tǒng)的有效性。論文研究為該機器人未來的實際應(yīng)用提供了堅實的理論基礎(chǔ)。
[Abstract]:Three degrees of freedom parallel mobile robot control system has the advantages of simple structure, easy design, low production cost advantages, is a type of most low DOF parallel robot. Its good performance and broad application prospects, has attracted more and more attention of scholars in the field of robotics. This paper puts forward a model of three degrees of freedom fully isotropic parallel mobile robot. The robot consists of a moving platform, a static platform, and connect the two platform three identical kinematic chains, each chain are made up of a mobile side, two rotations and a parallelogram structure. The homogeneous coordinate transformation method to analyze kinematics problem based on the robot, the position equation is derived. The velocity equation and the acceleration equation reveals the input motion and the output movement of the mechanism is to control the one-to-one mapping relationship then. Analyze the virtual prototype simulation software using Matlab numerical simulation and Pro/E software, and describes the position equation, velocity equation and acceleration equation curve. The dynamics problem of new mobile robot is discussed in detail. The "Kulun + sticky" friction model based friction / drive slider and the ball hinge deduced torque equation. Then the split bar method to drive the robot is divided into blocks, kinematic chains and moving platform of three parts. In considering the case of friction by using the Newton Euler method were established for driving sliders, branch chain and dynamic robot motion dynamics model of the platform, reveals the driving force and the dynamic branch the mapping relationship between the external force on the platform; finally, based on the ADAMS and MATLAB software simulation of the robot dynamics, and draw out the driving force, the friction force and the ball slider The change curve of the friction torque hinge by. Using the "PC + motion control card" open control system, position control mode through the control of the new mobile robot. The physical prototype Gugao GT400-PCI-SV four axis motion control card and AC servo system, and Lenovo computer and robot prototype form the robot control system. Visual C 6 software control system reset program and motion control program based on tracking function solving actuator track end input function and the position coordinates of circle using path in SolidWorks software, and embedded into the motion control program of physical prototype test, describe actuator at the end of its trajectory, the experimental results verify the effectiveness of the control system. The research for the practical application of the robot in the future A solid theoretical basis is provided.

【學(xué)位授予單位】：河南科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP242

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張彥斌;丁丁;吳鑫;王增輝;趙me夫;;2PRS-2PSS并聯(lián)機構(gòu)的設(shè)計與運動學(xué)分析[J];中國機械工程;2016年21期

2 韓博;許允斗;姚建濤;蘇弘良;平立發(fā);趙永生;;2PRC-PRS并聯(lián)平臺運動學(xué)分析與控制系統(tǒng)開發(fā)[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報;2016年14期

3 趙延治;牛智;焦雷浩;曹亞超;趙鐵石;;新型過約束正交并聯(lián)六維力傳感器測量模型與靜態(tài)標定試驗[J];機械工程學(xué)報;2016年18期

4 張金柱;金振林;陳廣廣;;六足步行機器人腿部機構(gòu)運動學(xué)分析[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報;2016年09期

5 陽涵疆;李立君;高自成;;基于旋量理論的混聯(lián)采摘機器人正運動學(xué)分析與試驗[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報;2016年09期

6 陳海;秦友蕾;曹毅;;三轉(zhuǎn)一移解耦并聯(lián)機構(gòu)型綜合[J];中國機械工程;2016年09期

7 陳修龍;蔣德玉;陳林林;王清;;冗余并聯(lián)機構(gòu)運動學(xué)性能分析與優(yōu)化[J];農(nóng)業(yè)機械學(xué)報;2016年06期

8 吳海曦;余忠華;張浩;楊振生;WANG Yan;;面向熔融沉積成型的3D打印機故障聲發(fā)射監(jiān)控方法[J];浙江大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版);2016年01期

9 朱偉;汪源;沈惠平;鄧嘉鳴;許兆棠;;仿腕關(guān)節(jié)柔順并聯(lián)打磨機器人設(shè)計與試驗[J];農(nóng)業(yè)機械學(xué)報;2016年02期

10 周昌春;方躍法;葉偉;汪從哲;;6-RRS超冗余驅(qū)動飛行模擬器的性能分析[J];機械工程學(xué)報;2016年01期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 徐晗;平面3-RRR并聯(lián)定位平臺及控制系統(tǒng)設(shè)計[D];中國礦業(yè)大學(xué);2015年

2 曾唯;微型慣性傳感器應(yīng)用于飛行器模型姿態(tài)測試的研究[D];廈門大學(xué);2007年

，

本文編號：1507103