機(jī)械臂碳纖維鋪放技術(shù)可以通過低成本實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料成型,本文針對(duì)機(jī)械臂碳纖維鋪放任務(wù)中力與位置精度影響成型制品質(zhì)量的問題,對(duì)碳纖維鋪放機(jī)械臂進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析以及雅克比矩陣求解,提出了基于阻抗控制的碳纖維鋪放方法,開發(fā)了上位機(jī)控制平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了鋪絲頭位置和壓緊力的控制。本文的具體研究工作如下:首先,對(duì)碳纖維鋪放機(jī)械臂進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,采用改進(jìn)的D-H參數(shù)法建立了機(jī)器人的正、逆運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,應(yīng)用矢量積法求解了機(jī)械臂任務(wù)空間的雅克比矩陣,采用MATLAB Robotics Toolbox工具箱進(jìn)行了機(jī)器人正反解及雅克比矩陣的仿真計(jì)算,為后續(xù)的阻抗控制算法仿真作了鋪墊。其次,進(jìn)行了阻抗控制原理以及碳纖維機(jī)械臂與芯模接觸時(shí)的阻抗控制模型的分析,分析了阻抗控制中的穩(wěn)態(tài)誤差,并研究了自適應(yīng)阻抗控制算法。基于MATLAB/Simulink軟件搭建了機(jī)械臂阻抗控制以及自適應(yīng)阻抗控制的仿真模型,進(jìn)行了機(jī)械臂力/位控制的仿真,采用單一變量法研究了目標(biāo)阻抗參數(shù)對(duì)阻抗控制算法控制效果的影響。仿真結(jié)果表明阻抗控制以及自適應(yīng)阻抗能夠有效的進(jìn)行機(jī)械臂力/位控制。然后,基于VB開發(fā)了上位機(jī)控制系統(tǒng),包括力信息采集模塊、阻抗控制... 

【文章來(lái)源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 力/位控制研究現(xiàn)狀
        1.2.2 纖維自動(dòng)鋪放研究現(xiàn)狀
    1.3 論文主要研究?jī)?nèi)容及方法
第2章 纖維鋪放機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
    2.1 位姿表示與齊次變換
        2.1.1 位置描述
        2.1.2 姿態(tài)描述
        2.1.3 齊次變換
    2.2 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)方程的建立
        2.2.1 正運(yùn)動(dòng)學(xué)求解
        2.2.2 逆運(yùn)動(dòng)學(xué)求解
        2.2.3 雅克比矩陣
    2.3 運(yùn)動(dòng)學(xué)方程的仿真
    2.4 本章小結(jié)
第3章 機(jī)器人纖維鋪放控制策略研究
    3.1 機(jī)器人阻抗控制方法分析
        3.1.1 阻抗控制原理
        3.1.2 碳纖維壓緊過程中阻抗模型分析
        3.1.3 基于力的阻抗控制
        3.1.4 基于位置的阻抗控制
    3.2 自適應(yīng)阻抗控制方法分析
        3.2.1 阻抗控制的穩(wěn)態(tài)誤差分析
        3.2.2 自適應(yīng)阻抗控制模型
    3.3 阻抗控制仿真
        3.3.1 阻抗控制的仿真建模
        3.3.2 目標(biāo)阻抗參數(shù)的影響
        3.3.3 自適應(yīng)阻抗控制仿真
    3.4 本章小結(jié)
第4章 纖維鋪放機(jī)械臂控制系統(tǒng)構(gòu)建
    4.1 機(jī)械臂纖維鋪放系統(tǒng)
    4.2 硬件系統(tǒng)
        4.2.1 工業(yè)機(jī)器人
        4.2.2 力信息采集模塊
        4.2.3 碳纖維鋪絲頭
    4.3 軟件系統(tǒng)
        4.3.0 上位機(jī)開發(fā)平臺(tái)
        4.3.1 力信息采集系統(tǒng)
        4.3.2 阻抗控制系統(tǒng)
    4.4 機(jī)械臂纖維鋪放試驗(yàn)
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝



本文編號(hào)：2936547