本文選題：多機器人　切入點：吊運系統(tǒng)　出處：《蘭州交通大學》2017年碩士論文

【摘要】：機器人應用技術快速發(fā)展,這使得人們對于機器人功能的需求不斷增加,機器人適用的工作場所和使用方式也在不斷的拓展,然而對于較為繁復的工作,使用單獨的機器人完成工作,已不是最優(yōu)的實踐方案,而是采用多個機器人協(xié)同工作的方式,組建成多機器人系統(tǒng)。首先,對于纜系式緊耦合多機器人吊運系統(tǒng)力學與運動學進行分析,對于其進行靜力學分析,推導出空間力平衡方程,進一步得到每根柔索上的拉力,通過分析作用于機器人上的力與形變,得到機器人的靜剛度。其次,對于纜系式緊耦合多機器人吊運系統(tǒng)進行動力學分析,根據(jù)達朗貝爾原理,列出纜系式緊耦合多機器人吊運系統(tǒng)動力學方程。然后,對于纜系式緊耦合多機器人吊運系統(tǒng)的運動學進行了分析,分析正運動學時,先分析機器人的運動學,再以機器人末端位置和纜繩長度,建立機器人末端與吊運物之間的運動關系。分析逆運動學時,考慮其逆運動學相對復雜,因此首先分析吊運物與機器人末端的逆運動學,然后得到機器人末端位置,再分析機器人的逆運動學,從而完成對纜系式緊耦合多機器人吊運系統(tǒng)的逆運動學的分析。研究纜系式緊耦合多機器人吊運系統(tǒng)的靜剛度與動剛度,對于其特性進行了分析與驗證,首先,分析考慮機器人末端變化以及剛度的系統(tǒng)模型,建立了吊運系統(tǒng)的靜剛度模型,并且結合柔索剛度小于機器人剛度的實際情況,得出了柔索剛度對于吊運系統(tǒng)的影響大于機器人剛度的結論。基于空間力平衡方程,建立了包含變機器人末端位置的機器人形變和柔索形變模型。模型不僅考慮了柔索的單向受拉性及柔索具有的自由度特性因素,并且結合機器人剛性形變引起的末端位置變化,建立了吊運系統(tǒng)的剛度模型。基于空間幾何位置關系,建立了吊運物位置模型。其次,建立了纜系式緊耦合多機器人吊運系統(tǒng)的動剛度模型,分析吊運系統(tǒng)與其固有頻率之間的相互關系。對于纜系式緊耦合多機器人吊運系統(tǒng)的可行域進行了分析,首先分析機器人末端可行域,構建機器人可行域的模型。其次,對于纜系式緊耦合多機器人吊運系統(tǒng)空間的幾何位置進行了分析,同時對其所受的約束條件進行了分析,建立吊運物的位置坐標方程,在基于剛度的情況下求解纜系式緊耦合多機器人吊運系統(tǒng)的可行域,通過仿真求解得到吊運系統(tǒng)的可行域,并且設立對比實驗,在不同剛度條件下,分析剛度對于可行域的影響,得到了基于剛度的機器人可行域模型,同時為進一步的可行域規(guī)劃提供理論依據(jù)。模型考慮了機器人靜剛度對于吊運系統(tǒng)可行域的影響。通過仿真實驗,得出了考慮靜剛度的纜系式緊耦合多機器人吊運系統(tǒng)的可行域。分析得到的結果,發(fā)生形變后的可行域產生變形,并且豎直方向上形變量最大。最后,分析剛度對于吊運物運動軌跡的影響,得到仿真軌跡。對于建立的纜系式緊耦合多機器人吊運系統(tǒng)的剛度模型進行實驗驗證,首先結合理論需求以及實際情況,考量了實驗方案的可行性與可操作性,確立了實驗的基本方案。其次,對于實驗平臺進行搭建,以及對滿足實驗需求的具體器材進行說明,其具體組成包括上位機、運動控制卡、步進電機驅動器、導軌、電機、負載、位姿測量裝置等。再次,對于實驗的具體數(shù)據(jù)采集進行規(guī)劃,完成了實驗數(shù)據(jù)的采集與理論結果的對比,其中包括靜狀態(tài)下的對比實驗與動狀態(tài)下的對比實驗,靜剛度實驗驗證了吊運物重量與坐標位置位移的關系,動剛度實驗驗證了動剛度模型仿真軌跡與實際測量軌跡的一致性。考慮到電機本身的振動、機器人和柔索的彈性等客觀原因,通過對比由理論模型得到的仿真軌跡與實際測量軌跡,發(fā)現(xiàn)兩者有較高的一致性,從而證明理論模型的正確性。
[Abstract]:In this paper , the kinematics of the robot is analyzed and the kinematics of the robot is analyzed . The kinematics of the robot is analyzed and the kinematics of the robot is analyzed . In this paper , the feasibility and feasibility of experimental data are analyzed by simulation experiments .

【學位授予單位】：蘭州交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TP242

【參考文獻】

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本文編號：1674030