【摘要】：本文依托國(guó)家自然科學(xué)基金“電液復(fù)合驅(qū)動(dòng)模塊化可重構(gòu)柔索并聯(lián)機(jī)器人動(dòng)態(tài)耦合特性、控制技術(shù)及實(shí)驗(yàn)研究(51575150)”項(xiàng)目,基于模塊化可重構(gòu)柔索并聯(lián)機(jī)器人平臺(tái),針對(duì)原有試驗(yàn)中伺服電機(jī)在牽引柔索運(yùn)動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)卡死、跳槽、振動(dòng)、斷裂等問(wèn)題引起柔索牽引的末端執(zhí)行器運(yùn)動(dòng)精度的降低以及振動(dòng)的放大,本文設(shè)計(jì)一種電液復(fù)合驅(qū)動(dòng)柔索并聯(lián)機(jī)器人導(dǎo)向裝置,并完成該裝置的三維模型構(gòu)建、運(yùn)動(dòng)學(xué)分析、導(dǎo)向裝置動(dòng)力分析、傳感器采集監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì),并開展實(shí)驗(yàn)研究,本文完成的主要工作如下:1.介紹了電液復(fù)合驅(qū)動(dòng)柔索并聯(lián)機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu),并對(duì)柔索導(dǎo)向裝置進(jìn)行詳細(xì)闡述,通過(guò)對(duì)導(dǎo)向裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化和創(chuàng)新設(shè)計(jì),給出一種能夠?qū)崿F(xiàn)柔索動(dòng)態(tài)導(dǎo)向、柔索長(zhǎng)度、姿態(tài)以及柔索內(nèi)部張力的實(shí)時(shí)檢測(cè)的方案,設(shè)計(jì)了一種電液復(fù)合驅(qū)動(dòng)柔索并聯(lián)機(jī)器人導(dǎo)向裝置,并完成該裝置三維模型的構(gòu)建和運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。2.完成了電液復(fù)合驅(qū)動(dòng)柔索并聯(lián)機(jī)器人的adams動(dòng)力學(xué)模型,加載Matlab避障仿真中導(dǎo)出的柔索伸縮、導(dǎo)向裝置環(huán)形運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù),完成adams動(dòng)力學(xué)仿真分析并將仿真軌跡和初始的避障軌跡進(jìn)行對(duì)比,分析出對(duì)比偏差可能的諸多原因,另外仿真分析出柔索張力變化與末端執(zhí)行器的運(yùn)動(dòng)變化,并分析出對(duì)應(yīng)的內(nèi)在關(guān)系。3.完成對(duì)電液復(fù)合驅(qū)動(dòng)柔索并聯(lián)機(jī)器人控制檢測(cè)系統(tǒng)的硬件和軟件的整體配置。硬件的配置包括工控機(jī)、運(yùn)動(dòng)控制器、數(shù)據(jù)采集卡、拉力傳感器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)、拉力傳感器等硬件的選型;軟件的設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括上位機(jī)的軟件設(shè)計(jì)和傳感器采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。包括上位機(jī)開發(fā)軟件的選擇以及上位機(jī)通過(guò)運(yùn)動(dòng)控制器和數(shù)據(jù)采集卡完成對(duì)并聯(lián)機(jī)器人各個(gè)電機(jī)的控制和各個(gè)傳感器的聯(lián)合數(shù)據(jù)采集。4.以電液復(fù)合驅(qū)動(dòng)柔索并聯(lián)機(jī)器人避障實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),闡述了本電液復(fù)合驅(qū)動(dòng)柔索并聯(lián)機(jī)器人的基本組成部分,針對(duì)多功能模塊化柔索導(dǎo)向裝置開展實(shí)驗(yàn)動(dòng)態(tài)檢測(cè)、分析與驗(yàn)證,分別從柔索長(zhǎng)度變化、導(dǎo)向裝置旋轉(zhuǎn)角度變化、柔索拉力數(shù)值變化以及拉力傳感器對(duì)比應(yīng)變片組傳感器優(yōu)劣四個(gè)方面開展具體的實(shí)驗(yàn)探究和驗(yàn)證。
[Abstract]:In this paper, based on the project of National Natural Science Foundation of China "dynamic coupling characteristics, control technology and experimental research of modularized reconfigurable flexible cable parallel robot with electro-hydraulic compound drive", the platform of modular reconfigurable flexible cable parallel robot is introduced. In view of the problems of gripping, job-hopping, vibration and breakage caused by the servo motor in the course of the traction cable motion in the original test, the motion precision of the end actuator of the flexible cable traction is reduced and the vibration is amplified. In this paper, we design a kind of electro-hydraulic compound drive flexible cable parallel robot guidance device, and complete the three-dimensional model construction, kinematics analysis, dynamic analysis of the guide device, sensor acquisition and monitoring system design, and carry out experimental research. The main work of this paper is as follows: 1. This paper introduces the mechanical structure of the parallel robot with electro-hydraulic compound driving flexible cable, and expounds in detail the guiding device of the flexible cable. By optimizing and innovating the mechanical structure of the guide device, a kind of flexible cable dynamic guidance is given. In this paper, a real-time detection scheme of cable length, attitude and internal tension is presented. An electro-hydraulic hybrid driven parallel robot guidance device is designed, and the 3D model of the device is constructed and kinematic analysis is completed. 2. The adams dynamic model of electro-hydraulic hybrid driven flexible cable parallel robot is completed, and the driving data of loop motion of flexible cable and guide device are loaded in the simulation of Matlab obstacle avoidance. The adams dynamics simulation analysis is completed and the simulation trajectory is compared with the initial obstacle avoidance trajectory, and many possible reasons for the contrast deviation are analyzed. In addition, the cable tension changes and the end actuator motion changes are analyzed by simulation. And analysis of the corresponding internal relationship. 3. The hardware and software of the control and detection system of the parallel robot with electro-hydraulic compound driving flexible cable are completed. Hardware configuration includes industrial control computer, motion controller, data acquisition card, pull sensor, motor driver, servo motor, pull force sensor and other hardware selection; The software design mainly includes the software design of upper computer and the design of sensor acquisition system. It includes the selection of host computer development software and the control of each motor of parallel robot and the joint data acquisition of each sensor by the upper computer through motion controller and data acquisition card. 4. Based on the obstacle avoidance experiment of the electro-hydraulic hybrid flexible cable parallel robot, the basic components of the electro-hydraulic hybrid drive flexible cable parallel robot are expounded. The dynamic test, analysis and verification of the multi-function modularized flexible cable guide device are carried out. Specific experiments were carried out from four aspects: the change of cable length, the rotation angle of the guide device, the numerical change of the tension force and the comparison of the strain gauge group sensor with the tension sensor.
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP242

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張波,戰(zhàn)紅春,趙明揚(yáng),劉紅軍,單光坤;柔索驅(qū)動(dòng)三自由度球面并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)與靜力學(xué)研究[J];機(jī)器人;2003年03期

2 張t;,劉北辰,徐子卿,王良臣;大變形柔索結(jié)構(gòu)——索道橋的電算程序及計(jì)算結(jié)果分板[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用通訊;1982年02期

3 張波,王洪光,趙明揚(yáng);約束機(jī)構(gòu)在柔索并聯(lián)機(jī)器人設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J];機(jī)械科學(xué)與技術(shù);2004年12期

4 牛海軍;;柔索動(dòng)態(tài)找形技術(shù)研究[J];西安電子科技大學(xué)學(xué)報(bào);2006年01期

5 汪選要;曹毅;黃真;;冗余并聯(lián)柔索機(jī)器人變剛度控制的研究[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2014年04期

6 杜敬利;保宏;段寶巖;;考慮柔索垂度影響的索牽引并聯(lián)機(jī)器人跟蹤控制[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2010年03期

7 訾斌;段寶巖;杜敬利;;超大型天線饋源艙柔索支撐結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析與跟蹤控制[J];控制理論與應(yīng)用;2007年06期

8 劉含瑋;王洪光;李樹軍;何立波;;一種3自由度并聯(lián)柔索驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的精度研究[J];機(jī)器人;2008年05期

9 彭利平;訾斌;;3自由度柔索并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃[J];機(jī)械傳動(dòng);2010年05期

10 劉含瑋;王洪光;李樹軍;何立波;;一種3自由度并聯(lián)柔索驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的變剛度特性研究[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2009年01期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 楊彥平;劉北辰;;大變形柔索結(jié)構(gòu)的樣條函數(shù)理論及計(jì)算[A];第四屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（上）[C];1995年

2 呂晶;徐國(guó)彬;;勁柔索張拉穹頂結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[A];第三屆全國(guó)現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2003年

3 秦厲;徐君蘭;;柔索線形分析[A];中國(guó)公路學(xué)會(huì)橋梁和結(jié)構(gòu)工程學(xué)會(huì)2001年橋梁學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集[C];2001年

4 曹毅;周輝;;一類并聯(lián)柔索牽引機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析[A];第三屆中國(guó)CAE工程分析技術(shù)年會(huì)論文集[C];2007年

5 劉北辰;張t;;;大變形柔索結(jié)構(gòu)計(jì)算[A];土木工程中計(jì)算機(jī)應(yīng)用文集——中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用學(xué)會(huì)成立大會(huì)暨第一次學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];1981年

6 呂晶;徐國(guó)彬;;鞍山體育中心勁柔索張拉穹頂屋蓋設(shè)計(jì)與施工[A];第十屆空間結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2002年

7 張震陸;朱有軍;;懸鏈段法解重車負(fù)載下架空柔索[A];全國(guó)索結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];1991年

8 張波;趙明揚(yáng);隋春平;;一種新型柔索驅(qū)動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)研究[A];制造業(yè)與未來(lái)中國(guó)——2002年中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集[C];2002年

9 周輝;曹毅;;一類并聯(lián)柔索牽引機(jī)構(gòu)位置正解的研究[A];先進(jìn)制造技術(shù)高層論壇暨第六屆制造業(yè)自動(dòng)化與信息化技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2007年

10 童森林;;不等高支承柔索的荷載行為[A];第八屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第Ⅲ卷）[C];1999年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 魯亞飛;精密柔索傳動(dòng)機(jī)理與設(shè)計(jì)方法研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

2 錢森;多起重機(jī)協(xié)作柔索并聯(lián)吊裝裝備力學(xué)性能與協(xié)調(diào)控制研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2015年

3 訾斌;超大型天線饋源指向跟蹤系統(tǒng)的力學(xué)分析及控制研究[D];西安電子科技大學(xué);2007年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 張龍;多起重機(jī)協(xié)作柔索并聯(lián)構(gòu)型裝備運(yùn)動(dòng)規(guī)劃、有限元分析及液壓系統(tǒng)仿真[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2015年

2 韓雪;電液混合驅(qū)動(dòng)柔索并聯(lián)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)分析及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2015年

3 楊海曉;大型柔索牽引并聯(lián)機(jī)器人動(dòng)力學(xué)建模研究[D];西安電子科技大學(xué);2014年

4 楊玉濤;柔索牽引攝像機(jī)器人控制系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[D];西安電子科技大學(xué);2014年

5 李國(guó)勝;四索牽引攝像機(jī)器人的建模與動(dòng)力學(xué)仿真分析[D];西安電子科技大學(xué);2014年

6 李冉;柔索驅(qū)動(dòng)并聯(lián)機(jī)器人的建模與控制[D];太原科技大學(xué);2015年

7 張卓;平面柔索并聯(lián)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制關(guān)鍵技術(shù)研究[D];西南科技大學(xué);2016年

8 姚鵬飛;柔索牽引攝像機(jī)器人的云臺(tái)設(shè)計(jì)和控制研究[D];西安電子科技大學(xué);2015年

9 劉浩;電液復(fù)合驅(qū)動(dòng)柔索并聯(lián)機(jī)器人導(dǎo)向裝置設(shè)計(jì)、仿真分析與實(shí)驗(yàn)研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2017年

10 周琛;柔索非線性變形的靜力分析[D];寧波大學(xué);2010年

，

本文編號(hào)：2276909