【摘要】：面向傳統(tǒng)食品包裝行業(yè)設(shè)備升級與改造的行業(yè)需求,采用并聯(lián)機(jī)器人、機(jī)器視覺、運(yùn)動控制、伺服驅(qū)動等先進(jìn)技術(shù),研發(fā)面向食品高速分揀與包裝的高速輕型并聯(lián)機(jī)器人,以提高生產(chǎn)效率、降低勞動強(qiáng)度、保證食品衛(wèi)生安全,已成為機(jī)器人行業(yè)的一種發(fā)展趨勢。論文結(jié)合課題組承擔(dān)的國家重點研發(fā)計劃課題,分析食品分揀包裝的實際需求,開展高速輕型并聯(lián)機(jī)器人的機(jī)構(gòu)分析、軌跡規(guī)劃與實驗研究:1.借鑒Adept的Quattro系列并聯(lián)機(jī)器人構(gòu)型,提出本論文高速輕型并聯(lián)機(jī)器人的設(shè)計方案,機(jī)器人由動平臺、靜平臺、主動臂、從動臂以及末端執(zhí)行器等組成,機(jī)器人驅(qū)動采用高性能的伺服電機(jī)和諧波減速器,主、從動臂采用輕型的碳纖維,實現(xiàn)機(jī)器人末端的高速、高精度的四自由度運(yùn)動。2.建立了并聯(lián)機(jī)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型,推導(dǎo)了機(jī)器人的正解與反解表達(dá)式。詳細(xì)分析了影響機(jī)器人工作空間的主要因素,采用極限坐標(biāo)搜索法,完成機(jī)器人工作空間的優(yōu)化,確定了機(jī)器人的結(jié)構(gòu)尺寸,建立了機(jī)器人的三維模型,并完成機(jī)器人的CAD出圖。3.在并聯(lián)機(jī)器人軌跡規(guī)劃方面,詳細(xì)介紹了高速并聯(lián)機(jī)器人的運(yùn)動幾何路徑,得出高速輕型并聯(lián)機(jī)器人是門型路徑�；陂T型路徑基礎(chǔ)上,采用了五次B樣條曲線方法對高速并聯(lián)機(jī)器人的軌跡進(jìn)行規(guī)劃,得出最能代表B樣條曲線的性能參數(shù)。并且分別對拉梅曲線、分段多項式曲線進(jìn)行驗算仿真,優(yōu)化了并聯(lián)機(jī)器人運(yùn)動軌跡。4.基于VC編程環(huán)境,編制高速輕型并聯(lián)機(jī)器人運(yùn)動控制軟件,在高速輕型并聯(lián)機(jī)器人實驗樣機(jī)上進(jìn)行實驗研究,在實驗樣機(jī)上分別進(jìn)行拉梅曲線、分段多項式曲線和五次B樣條曲線的殘余振動、速度與時間關(guān)系及加加速度與時間的關(guān)系。得出采用五次B樣條曲線方法規(guī)劃的高速并聯(lián)機(jī)器人的軌跡光滑且最優(yōu)。
【圖文】：

這樣既彌補(bǔ)了串聯(lián)機(jī)器人在方面應(yīng)用的不足，而且并聯(lián)機(jī)器人更加適用于高速，高精度的場合。逡逑１．２．２并聯(lián)機(jī)構(gòu)逡逑早在１６４５年，Ｃｈｒｉｓｔｏｐｈｅｒ邋Ｗｒｅｎｍ提到了并聯(lián)機(jī)構(gòu)的理論問題。在此基礎(chǔ)上，學(xué)相繼開始研究并聯(lián)機(jī)構(gòu)，Ｃａｕｃｈｙ在１８１３年，Ｌｅｂｅｓｇｕｅ在１８６７年，Ｂｒｉｃａｒｄ在１８９７分別研宄了相關(guān)的理論問題。１９４７年，Ｇｏｕｇｈ提出了具有閉環(huán)運(yùn)動構(gòu)型并聯(lián)機(jī)構(gòu)的原理。１９５５年，Ｇｏｕｇｈ制造一臺基于Ｇｏｕｇｈ并聯(lián)機(jī)構(gòu)的測試輪胎抗磨損的原型機(jī)１．１）。１９６５年，Ｓｔｅｗａｒｔ１９】發(fā)表了的關(guān)于Ｓｔｅｗａｒｔ并聯(lián)機(jī)構(gòu)的論文，該Ｓｔｅｗａｒｔ機(jī)構(gòu)（１．２所示）主要由靜平臺、動平臺以及６條運(yùn)動鏈相連接，運(yùn)動桿件是可以上下伸桿件與靜平臺和動平臺的連接是通過球鉸和虎克鉸的方式；并且在每條運(yùn)動鏈的協(xié)作下，則末端執(zhí)行器在工作空間內(nèi)可以進(jìn)行六自由度空間運(yùn)動。逡逑

桿件與靜平臺和動平臺的連接是通過球鉸和虎克鉸的方式；并且在每條運(yùn)動鏈的協(xié)調(diào)操逡逑作下，則末端執(zhí)行器在工作空間內(nèi)可以進(jìn)行六自由度空間運(yùn)動。逡逑囼屋７逡逑圖丨．１邋Ｇｏｕｇｈ平臺輪胎檢測機(jī)構(gòu)邋圖１．２邋Ｓｔｅｗａｒｔ并聯(lián)平臺結(jié)構(gòu)原理圖逡逑１９７８年，ＨｕｎｔＩＭ第一次提出了把六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)應(yīng)用于機(jī)器人操作器上面，因逡逑此對于并聯(lián)機(jī)器人的機(jī)構(gòu)研宄拉開了序幕。不過，在以后需將近１０年的時間并聯(lián)機(jī)器逡逑人的研究還是停留不前。１９７９年，ＭｃＣａｌｌｉ0ｎｌ１１ｌ研發(fā)了世界上第一臺真正含義的并聯(lián)機(jī)逡逑器人，是充分利用與并聯(lián)機(jī)構(gòu)應(yīng)用在裝配機(jī)器人技術(shù)場合。１９８０年，Ｈｃｈｔｅｒ和逡逑ＭｃＤｏｗｅｌｌ設(shè)計了一種基于Ｓｔｅｗａｒｔ平臺的并聯(lián)機(jī)器人，并且關(guān)于并聯(lián)機(jī)器人的理論研宄逡逑進(jìn)行了深入探討，比如運(yùn)動學(xué)反解的問題等。一直到２０世紀(jì)９０年代初期，并聯(lián)機(jī)構(gòu)機(jī)逡逑器人引起廣大的學(xué)者關(guān)注，，已經(jīng)成為機(jī)器人領(lǐng)域的研宄熱潮。國外很多國家的科研機(jī)構(gòu)逡逑和機(jī)器人企業(yè)^u始深度對并聯(lián)機(jī)器人的開展研究［１２】。逡逑－３邋－逡逑
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱商業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP242

【參考文獻(xiàn)】

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1 肖艷;;機(jī)器人在包裝自動化領(lǐng)域發(fā)展勢頭強(qiáng)勁[J];中國包裝工業(yè);2014年13期

2 晏祖根;王瑞澤;孫智慧;莫文超;范振鐸;;四自由度并聯(lián)機(jī)器人運(yùn)動學(xué)分析[J];包裝與食品機(jī)械;2014年02期

3 王冰;聶旭萌;;平面三自由度并聯(lián)機(jī)器人理論工作空間與機(jī)構(gòu)尺寸關(guān)系研究[J];機(jī)械傳動;2014年03期

4 晏祖根;李明;徐克非;孫小華;閆志鵬;孫智慧;;高速機(jī)器人分揀系統(tǒng)機(jī)器視覺技術(shù)的研究[J];包裝與食品機(jī)械;2014年01期

5 畢亞東;;基于螺旋理論的3-RRS并聯(lián)機(jī)器人運(yùn)動學(xué)分析[J];鄭州輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2013年06期

6 陳潤超;何建玲;徐貴陽;;淺析Delta并聯(lián)機(jī)器人的從動臂[J];機(jī)械傳動;2013年05期

7 張曉超;董玉紅;張立勛;;基于閉環(huán)矢量法的五桿合作機(jī)器人運(yùn)動學(xué)建模及仿真[J];自動化技術(shù)與應(yīng)用;2006年05期

8 董海薇,李平康;國內(nèi)并聯(lián)機(jī)器人研究現(xiàn)狀及未來進(jìn)展[J];自動化博覽;2005年04期

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1 何大海;6DOF并聯(lián)機(jī)器人的設(shè)計與實現(xiàn)[D];西安理工大學(xué);2018年

2 欒倩倩;3-RRRU并聯(lián)機(jī)器人運(yùn)動學(xué)誤差建模及自標(biāo)定方法研究[D];天津理工大學(xué);2018年

3 韓艷東;面向高速搬運(yùn)的Delta機(jī)器人軌跡優(yōu)化及控制[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2017年

4 高拴;DELTA機(jī)器人控制系統(tǒng)研究[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2017年

5 望揚(yáng);Delta并聯(lián)機(jī)器人軌跡規(guī)劃研究[D];蘭州理工大學(xué);2017年

6 何風(fēng);DELTA并聯(lián)機(jī)器人軌跡規(guī)劃研究與運(yùn)動控制實現(xiàn)[D];長沙理工大學(xué);2017年

7 司艷偉;基于5次B樣條函數(shù)的果蔬采摘機(jī)器人軌跡規(guī)劃的研究[D];浙江理工大學(xué);2017年

8 杜金釗;面向?qū)崟r控制的Delta并聯(lián)機(jī)器人動力學(xué)計算模型研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

9 王洪偉;Delta并聯(lián)機(jī)器人結(jié)構(gòu)分析及其控制研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2015年

10 馬良順;基于改進(jìn)差分進(jìn)化的六自由度并聯(lián)機(jī)器人運(yùn)動學(xué)研究[D];東華大學(xué);2013年

本文編號：2666462