Delta并聯(lián)機械手的機構(gòu)特性與剛?cè)狁詈戏治?/H1>
發(fā)布時間：2018-05-27 04:31
本文選題：Delta并聯(lián)機械手 + 機構(gòu)特性��； 參考：《西安理工大學》2017年碩士論文
【摘要】：隨著工業(yè)自動化水平的發(fā)展,工業(yè)機械手得到了越來越廣泛的應用。Delta并聯(lián)機械手被公認為是設(shè)計和應用最為成功的并聯(lián)機械手之一。該機械手構(gòu)型簡單,具有結(jié)構(gòu)剛度大、負載能力強和定位精度高等諸多優(yōu)點。本文以三自由度Delta并聯(lián)機械手為研究對象,針對其機構(gòu)特性與剛?cè)狁詈线M行分析與研究,進而為該機械手的實際工程應用提供參考性的意見。論文的主要內(nèi)容如下:首先,對Delta并聯(lián)機械手進行了適當?shù)暮喕?使用解析法得到了機械手的運動學正解和逆解,在此基礎(chǔ)上推導出了機械手的雅可比矩陣和速度加速度模型,并進一步分析和討論了機械手可能存在的奇異位型;在運動學正解的基礎(chǔ)上分析了機械手的可達工作空間,并驗證了上述分析的正確性;其次,對Delta并聯(lián)機械手的軌跡規(guī)劃進行了分析,對比了三種加速度規(guī)律的優(yōu)缺點,最后基于修正梯形規(guī)律對機械手進行了軌跡規(guī)劃。使用ADAMS和Matlab對軌跡規(guī)劃進行了仿真,結(jié)果表明,在采用修正梯形規(guī)律對機械手進行軌跡規(guī)劃時,機械手運行平穩(wěn),可以滿足使用要求;然后,使用虛功原理建立了Delta并聯(lián)機械手的剛體逆動力學模型,借助有限元分析軟件對機械手的靜動態(tài)特性進行了分析,找到了影響機械手工作性能的薄弱環(huán)節(jié),為接下來的工作指明了方向;最后,使用ADAMS和ANSYS建立了Delta并聯(lián)機械手的剛?cè)狁詈咸摂M樣機模型。針對機械手常見的“門”字形運動軌跡,對比分析了機械手在剛體模型和剛?cè)狁詈夏Ｐ蜁r,驅(qū)動電機的動力學特性和動平臺的定位精度。在特定的工作空間要求下,針對機械手從動臂的尺寸參數(shù)進行優(yōu)化分析,在經(jīng)濟型設(shè)計思想的指導下,得到了機械手從動臂最優(yōu)的尺寸參數(shù),為該機械手的實際工程應用提供了參考性意見。
[Abstract]:With the development of industrial automation, industrial manipulator has been widely used. Delta parallel manipulator is recognized as one of the most successful parallel manipulators in design and application. The manipulator has many advantages, such as simple configuration, high stiffness, high load capacity and high positioning precision. In this paper, the three-degree-of-freedom Delta parallel manipulator is taken as the research object, and the mechanism characteristics and rigid-flexible coupling are analyzed and studied, thus providing reference for the practical engineering application of the manipulator. The main contents of this paper are as follows: firstly, the Delta parallel manipulator is simplified properly, and the forward and inverse kinematics solutions of the manipulator are obtained by using the analytical method. On this basis, the Jacobian matrix and the velocity acceleration model of the manipulator are derived. Furthermore, the possible singular positions of manipulator are analyzed and discussed, and the reachable workspace of manipulator is analyzed on the basis of forward kinematics solution, and the correctness of the above analysis is verified. The trajectory planning of Delta parallel manipulator is analyzed, and the advantages and disadvantages of three kinds of acceleration laws are compared. Finally, the trajectory planning of the manipulator is carried out based on the modified trapezoid rule. ADAMS and Matlab are used to simulate the trajectory planning of manipulator. The results show that the manipulator runs smoothly and can meet the requirements when using the modified trapezoid law to plan the trajectory of manipulator. The rigid body inverse dynamics model of Delta parallel manipulator is established by using the virtual work principle. The static and dynamic characteristics of the manipulator are analyzed with the help of finite element analysis software, and the weak links that affect the performance of the manipulator are found. Finally, the rigid-flexible coupling virtual prototype model of Delta parallel manipulator is established by using ADAMS and ANSYS. In view of the common "door" movement trajectory of manipulator, the dynamic characteristics of driving motor and the positioning accuracy of moving platform are compared and analyzed in rigid body model and rigid-flexible coupling model of manipulator. Under the specific workspace requirements, the dimension parameters of the manipulator follower are optimized and analyzed. Under the guidance of the economic design idea, the optimal dimension parameters of the manipulator follower are obtained. It provides a reference for the practical engineering application of the manipulator.
【學位授予單位】：西安理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TP241
【參考文獻】
相關(guān)期刊論文 前10條
1 艾青林;祖順江;胥芳;;并聯(lián)機構(gòu)運動學與奇異性研究進展[J];浙江大學學報(工學版);2012年08期
2 劉鳳臣;姚峗峰;劉黎明;金杰鋒;林紀良;郭湖兵;;高速搬運機器人產(chǎn)業(yè)應用及發(fā)展[J];輕工機械;2012年02期
3 路懿;胡波;;少自由度并聯(lián)機構(gòu)研究進展[J];燕山大學學報;2011年05期
4 李保豐;孫漢旭;賈慶軒;陳鋼;;基于蒙特卡洛法的空間機器人工作空間計算[J];航天器工程;2011年04期
5 黃昔光;何廣平;譚曉蘭;袁俊杰;崔桂芝;;并聯(lián)機器人機構(gòu)研究現(xiàn)狀分析[J];北方工業(yè)大學學報;2009年03期
6 王攀峰;梅江平;黃田;;高速并聯(lián)機械手抓放操作時間最優(yōu)軌跡規(guī)劃[J];天津大學學報;2007年10期
7 趙興玉,黃田;基于子結(jié)構(gòu)技術(shù)的并聯(lián)裝備動力學分析[J];自然科學進展;2005年07期
8 張明輝,黃田;Diamond機構(gòu)的彈性動力分析與試驗研究[J];機械設(shè)計;2004年11期
9 孔令富,張世輝,肖文輝,李成元,黃真;基于牛頓—歐拉方法的6-PUS并聯(lián)機構(gòu)剛體動力學模型[J];機器人;2004年05期
10 趙興玉,黃田,趙學滿;一類并聯(lián)機床整機結(jié)構(gòu)動力學建模方法研究[J];振動工程學報;2003年03期
相關(guān)博士學位論文 前5條
1 徐東濤;基于動力學分析的改進型Delta并聯(lián)機構(gòu)運動可靠性建模技術(shù)[D];東北大學;2015年
2 張清華;平面3-RRR柔性并聯(lián)機器人機構(gòu)彈性動力學建模與振動主動控制研究[D];華南理工大學;2013年
3 張利敏;基于動力學指標的Delta高速并聯(lián)機械手集成優(yōu)化設(shè)計方法研究[D];天津大學;2011年
4 張文昌;Delta機械手視覺控制系統(tǒng)研究與開發(fā)[D];天津大學;2009年
5 趙永杰;高速輕型并聯(lián)機械手動態(tài)設(shè)計理論與方法[D];天津大學;2006年
相關(guān)碩士學位論文 前9條
1 陳翰翔;考慮結(jié)合面特性的數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床動態(tài)特性研究[D];東南大學;2015年
2 毛洪國;基于動力學模型的DELTA機器人運動控制研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2014年
3 商大偉;高速Delta并聯(lián)機器人系統(tǒng)的集成與測試[D];中國海洋大學;2014年
4 郭超;高速并聯(lián)機器人及其控制系統(tǒng)研究[D];山東理工大學;2014年
5 徐慎華;并聯(lián)機器人最小時間運動規(guī)劃[D];哈爾濱工業(yè)大學;2013年
6 胡峰;一種輕型高速并聯(lián)機械手的設(shè)計與仿真研究[D];電子科技大學;2013年
7 連朝陽;少自由度并聯(lián)機器人的模糊控制研究[D];河北工程大學;2011年
8 龐運;基于虛擬樣機技術(shù)的整車建模及操縱穩(wěn)定性研究[D];西安電子科技大學;2011年
9 徐淑靜;高速輕型并聯(lián)機械手彈性動力學分析[D];天津大學;2004年
，
本文編號：1940441
本文鏈接：http://sikaile.net/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/1940441.html
本文選題：Delta并聯(lián)機械手 + 機構(gòu)特性��； 參考：《西安理工大學》2017年碩士論文
【摘要】：隨著工業(yè)自動化水平的發(fā)展,工業(yè)機械手得到了越來越廣泛的應用。Delta并聯(lián)機械手被公認為是設(shè)計和應用最為成功的并聯(lián)機械手之一。該機械手構(gòu)型簡單,具有結(jié)構(gòu)剛度大、負載能力強和定位精度高等諸多優(yōu)點。本文以三自由度Delta并聯(lián)機械手為研究對象,針對其機構(gòu)特性與剛?cè)狁詈线M行分析與研究,進而為該機械手的實際工程應用提供參考性的意見。論文的主要內(nèi)容如下:首先,對Delta并聯(lián)機械手進行了適當?shù)暮喕?使用解析法得到了機械手的運動學正解和逆解,在此基礎(chǔ)上推導出了機械手的雅可比矩陣和速度加速度模型,并進一步分析和討論了機械手可能存在的奇異位型;在運動學正解的基礎(chǔ)上分析了機械手的可達工作空間,并驗證了上述分析的正確性;其次,對Delta并聯(lián)機械手的軌跡規(guī)劃進行了分析,對比了三種加速度規(guī)律的優(yōu)缺點,最后基于修正梯形規(guī)律對機械手進行了軌跡規(guī)劃。使用ADAMS和Matlab對軌跡規(guī)劃進行了仿真,結(jié)果表明,在采用修正梯形規(guī)律對機械手進行軌跡規(guī)劃時,機械手運行平穩(wěn),可以滿足使用要求;然后,使用虛功原理建立了Delta并聯(lián)機械手的剛體逆動力學模型,借助有限元分析軟件對機械手的靜動態(tài)特性進行了分析,找到了影響機械手工作性能的薄弱環(huán)節(jié),為接下來的工作指明了方向;最后,使用ADAMS和ANSYS建立了Delta并聯(lián)機械手的剛?cè)狁詈咸摂M樣機模型。針對機械手常見的“門”字形運動軌跡,對比分析了機械手在剛體模型和剛?cè)狁詈夏Ｐ蜁r,驅(qū)動電機的動力學特性和動平臺的定位精度。在特定的工作空間要求下,針對機械手從動臂的尺寸參數(shù)進行優(yōu)化分析,在經(jīng)濟型設(shè)計思想的指導下,得到了機械手從動臂最優(yōu)的尺寸參數(shù),為該機械手的實際工程應用提供了參考性意見。
[Abstract]:With the development of industrial automation, industrial manipulator has been widely used. Delta parallel manipulator is recognized as one of the most successful parallel manipulators in design and application. The manipulator has many advantages, such as simple configuration, high stiffness, high load capacity and high positioning precision. In this paper, the three-degree-of-freedom Delta parallel manipulator is taken as the research object, and the mechanism characteristics and rigid-flexible coupling are analyzed and studied, thus providing reference for the practical engineering application of the manipulator. The main contents of this paper are as follows: firstly, the Delta parallel manipulator is simplified properly, and the forward and inverse kinematics solutions of the manipulator are obtained by using the analytical method. On this basis, the Jacobian matrix and the velocity acceleration model of the manipulator are derived. Furthermore, the possible singular positions of manipulator are analyzed and discussed, and the reachable workspace of manipulator is analyzed on the basis of forward kinematics solution, and the correctness of the above analysis is verified. The trajectory planning of Delta parallel manipulator is analyzed, and the advantages and disadvantages of three kinds of acceleration laws are compared. Finally, the trajectory planning of the manipulator is carried out based on the modified trapezoid rule. ADAMS and Matlab are used to simulate the trajectory planning of manipulator. The results show that the manipulator runs smoothly and can meet the requirements when using the modified trapezoid law to plan the trajectory of manipulator. The rigid body inverse dynamics model of Delta parallel manipulator is established by using the virtual work principle. The static and dynamic characteristics of the manipulator are analyzed with the help of finite element analysis software, and the weak links that affect the performance of the manipulator are found. Finally, the rigid-flexible coupling virtual prototype model of Delta parallel manipulator is established by using ADAMS and ANSYS. In view of the common "door" movement trajectory of manipulator, the dynamic characteristics of driving motor and the positioning accuracy of moving platform are compared and analyzed in rigid body model and rigid-flexible coupling model of manipulator. Under the specific workspace requirements, the dimension parameters of the manipulator follower are optimized and analyzed. Under the guidance of the economic design idea, the optimal dimension parameters of the manipulator follower are obtained. It provides a reference for the practical engineering application of the manipulator.
【學位授予單位】：西安理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TP241
【參考文獻】
相關(guān)期刊論文 前10條
1 艾青林;祖順江;胥芳;;并聯(lián)機構(gòu)運動學與奇異性研究進展[J];浙江大學學報(工學版);2012年08期
2 劉鳳臣;姚峗峰;劉黎明;金杰鋒;林紀良;郭湖兵;;高速搬運機器人產(chǎn)業(yè)應用及發(fā)展[J];輕工機械;2012年02期
3 路懿;胡波;;少自由度并聯(lián)機構(gòu)研究進展[J];燕山大學學報;2011年05期
4 李保豐;孫漢旭;賈慶軒;陳鋼;;基于蒙特卡洛法的空間機器人工作空間計算[J];航天器工程;2011年04期
5 黃昔光;何廣平;譚曉蘭;袁俊杰;崔桂芝;;并聯(lián)機器人機構(gòu)研究現(xiàn)狀分析[J];北方工業(yè)大學學報;2009年03期
6 王攀峰;梅江平;黃田;;高速并聯(lián)機械手抓放操作時間最優(yōu)軌跡規(guī)劃[J];天津大學學報;2007年10期
7 趙興玉,黃田;基于子結(jié)構(gòu)技術(shù)的并聯(lián)裝備動力學分析[J];自然科學進展;2005年07期
8 張明輝,黃田;Diamond機構(gòu)的彈性動力分析與試驗研究[J];機械設(shè)計;2004年11期
9 孔令富,張世輝,肖文輝,李成元,黃真;基于牛頓—歐拉方法的6-PUS并聯(lián)機構(gòu)剛體動力學模型[J];機器人;2004年05期
10 趙興玉,黃田,趙學滿;一類并聯(lián)機床整機結(jié)構(gòu)動力學建模方法研究[J];振動工程學報;2003年03期
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2 張清華;平面3-RRR柔性并聯(lián)機器人機構(gòu)彈性動力學建模與振動主動控制研究[D];華南理工大學;2013年
3 張利敏;基于動力學指標的Delta高速并聯(lián)機械手集成優(yōu)化設(shè)計方法研究[D];天津大學;2011年
4 張文昌;Delta機械手視覺控制系統(tǒng)研究與開發(fā)[D];天津大學;2009年
5 趙永杰;高速輕型并聯(lián)機械手動態(tài)設(shè)計理論與方法[D];天津大學;2006年
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2 毛洪國;基于動力學模型的DELTA機器人運動控制研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2014年
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4 郭超;高速并聯(lián)機器人及其控制系統(tǒng)研究[D];山東理工大學;2014年
5 徐慎華;并聯(lián)機器人最小時間運動規(guī)劃[D];哈爾濱工業(yè)大學;2013年
6 胡峰;一種輕型高速并聯(lián)機械手的設(shè)計與仿真研究[D];電子科技大學;2013年
7 連朝陽;少自由度并聯(lián)機器人的模糊控制研究[D];河北工程大學;2011年
8 龐運;基于虛擬樣機技術(shù)的整車建模及操縱穩(wěn)定性研究[D];西安電子科技大學;2011年
9 徐淑靜;高速輕型并聯(lián)機械手彈性動力學分析[D];天津大學;2004年
，本文編號：1940441
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