【摘要】：并聯(lián)機(jī)器人因其自身工作空間小等結(jié)構(gòu)缺點,目前許多被提出的構(gòu)型仍無法轉(zhuǎn)化成實際工程應(yīng)用,而連續(xù)體機(jī)器人的柔順性和靈活性是其獨具優(yōu)勢的特點,因此近年來綜合二者的特點所提出的連續(xù)體并聯(lián)機(jī)器人逐漸成為研究熱點。該新型機(jī)器人同時兼具并聯(lián)機(jī)器人和連續(xù)體機(jī)器人的優(yōu)點,對于拓展并聯(lián)機(jī)器人和連續(xù)體機(jī)器人的新構(gòu)型和應(yīng)用領(lǐng)域有著重要的研究意義。本文基于此構(gòu)思,提出一種能夠?qū)崿F(xiàn)抓取作業(yè)任務(wù)的連續(xù)體并聯(lián)機(jī)器人,對其展開設(shè)計及相關(guān)研究。首先,設(shè)計了連續(xù)體并聯(lián)抓取機(jī)器人的結(jié)構(gòu)。該機(jī)器人的支鏈為3組并聯(lián)形式的連續(xù)體機(jī)構(gòu),末端抓取裝置為連桿機(jī)構(gòu)式抓手;通過彈性桿對動平臺和末端抓取裝置進(jìn)行驅(qū)動控制,使其具有3自由度運動姿態(tài)和對柱狀物體的抓取性能。利用SolidWorks對該機(jī)器人進(jìn)行三維建模,得到虛擬樣機(jī)模型。通過等效的D-H法建立了連續(xù)體并聯(lián)抓取機(jī)器人的運動學(xué)模型,計算其正、逆解及雅克比矩陣,得到了解析表達(dá)式,并在MATLAB中分析得到其工作空間。其次,通過ADAMS軟件對虛擬樣機(jī)進(jìn)行運動仿真。介紹了 ADAMS建立柔性體的方法,創(chuàng)建了具有彎曲大變形特征的彈性桿;通過虛擬運動仿真得到了機(jī)器人的運動姿態(tài)和輸出曲線,驗證了結(jié)構(gòu)設(shè)計的正確性和可行性。通過ANSYS Workbench軟件對虛擬樣機(jī)進(jìn)行靜力結(jié)構(gòu)分析,驗證了其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的安全性,并通過模態(tài)分析,得到前6階模態(tài)振型和頻率。最后,利用3D打印和金屬加工的方式對零件進(jìn)行加工,通過裝配零件、搭建驅(qū)動和控制系統(tǒng),形成一臺物理樣機(jī);對樣機(jī)進(jìn)行了抓取操作實驗,結(jié)果表明機(jī)器人能夠?qū)崿F(xiàn)3自由度運動和協(xié)同抓取操作;對樣機(jī)進(jìn)行特殊變形運動狀態(tài)下,動平臺在二維平面中的位置標(biāo)定實驗,將實際測量位置坐標(biāo)與理論計算進(jìn)行對比,從而驗證運動學(xué)理論分析的正確性;實驗結(jié)果表明理論計算與實際測量結(jié)果之間存在誤差,在行程最大處,誤差率達(dá)最大,此時誤差率為2.91%,誤差距離在厘米級;需要在后續(xù)研究中對樣機(jī)的定位系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化,更準(zhǔn)確地測量后再對運動學(xué)計算式進(jìn)行修正。
【圖文】：

圖１－２邋Ｃ９１９大型客機(jī)飛行模擬器邐

圖１－３動感娛樂裝置逡逑Ｆｉｇ．邋１－２邋Ｆｌｉｇｈｔ邋ｓｉｍｕｌａｔｏｒ邋ｏｆ邋Ｃ９１９邋ｌａｒｇｅ邋ａｉｒｌｉｎｅｒ邋Ｆｉｇ．邋１－３邋Ｋｉｎｅｔｉｃ邋ｅｎｔｅｒｔａｉｎｍｅｎｔ邋ｄｅｖｉｃｅ逡逑
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(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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本文編號：2676709