近些年,隨著企業(yè)用工成本的不斷攀升和我國人口紅利的持續(xù)削減,各種工業(yè)機(jī)器人被廣泛的使用。通過以工業(yè)搬運機(jī)器人的運動控制技術(shù)作為相關(guān)的探究內(nèi)容,以橫河FA-M3型可編程控制器（programmable logic controller,PLC）為基礎(chǔ),研發(fā)出一種工業(yè)搬運機(jī)器人的運動控制系統(tǒng),解決了當(dāng)前國內(nèi)工業(yè)搬運機(jī)器人運動控制系統(tǒng)具有的可靠性較低、研發(fā)成本較高、研發(fā)周期較長、拓展性較弱等缺陷。首先對工業(yè)搬運機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究,深層論述了機(jī)器人運動機(jī)構(gòu)（也就是平行四連桿機(jī)構(gòu)）在運動學(xué)方面的機(jī)械性能,經(jīng)過推理得到了其運動學(xué)方面的表達(dá)式;之后根據(jù)機(jī)器人在運動學(xué)方面的表達(dá)式對其進(jìn)行運動學(xué)和動力學(xué)方面的仿真;接著,參照工業(yè)搬運機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)特征,以及它在運動學(xué)和動力學(xué)方面的相關(guān)性能,對于機(jī)器人的運動軌跡進(jìn)行相應(yīng)的分析,并且在諸多軌跡規(guī)劃算法里面,選定一個最適合的軌跡規(guī)劃算法作為機(jī)器人在搬運工作過程中的軌跡規(guī)劃算法,并通過Matlab軟件對它在搬運過程中的運動軌跡進(jìn)行模擬,驗證了該軌跡規(guī)劃算法的可行性;另外,自創(chuàng)一套新的原點回歸方法,機(jī)器人無需讀取編碼器信號,可以直接通過直線插補(bǔ)運動來實現(xiàn)原... 

【文章來源】：華北理工大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

使用場所示意圖

第2章工業(yè)搬運機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)及運動學(xué)分析-11-圍繞一個基準(zhǔn)面的中心原點做旋轉(zhuǎn)運動和垂直于基準(zhǔn)面兩個相互垂直的方向運動。其三，球坐標(biāo)型，有三個自由度，由兩個相互垂直的極坐標(biāo)系組成，工作空間是一個球形，結(jié)構(gòu)簡單，便于操作。其四，關(guān)節(jié)型，類似于人體四肢關(guān)節(jié)，它是由多個可以自由運動的旋轉(zhuǎn)連接點組成，結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，但是工作范圍豐富，操作靈活[32]。不同工業(yè)機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)的形式應(yīng)用的場所不同。在選用機(jī)器人時需要其結(jié)構(gòu)特點進(jìn)行綜合考慮。圖2常見的工業(yè)搬運機(jī)器人結(jié)構(gòu)形式圖2.2.2工業(yè)搬運機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)與分析通過對現(xiàn)有的機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行大量的研究與分析，并且與實際工作生產(chǎn)需求相結(jié)合，然后對其進(jìn)行機(jī)械動力學(xué)分析，最終確定下來工業(yè)搬運機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)。工業(yè)搬運機(jī)器人的主體部分就是類似于平衡吊的機(jī)械結(jié)構(gòu)。在工業(yè)搬運機(jī)器人主體部分中，其主要完成運動功能的是手臂部分，它選擇了平行四連桿這種結(jié)構(gòu)，如圖3，經(jīng)過一些剛性組件進(jìn)行連接，在垂直面上具備兩個自由度。此類結(jié)構(gòu)具備傳遞運動、放大運動位移、轉(zhuǎn)變運動位移的特性。在直角坐標(biāo)系里分析其運動狀態(tài)，其特點在于不受其他因素的限制，在垂直方向與水平方向能夠單獨運動，驅(qū)動端與運動端的位移具有一定的比例關(guān)系，這部分結(jié)構(gòu)的機(jī)械特征可以大大提高PLC運算控制效率，確保運動控制完成起來更簡單。與開環(huán)機(jī)構(gòu)相比，此類機(jī)構(gòu)的另外一個特征就是選用閉環(huán)機(jī)構(gòu)，其具備較高的牢固性與機(jī)械剛性[33]。圖3四連桿結(jié)構(gòu)示意圖

第2章工業(yè)搬運機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)及運動學(xué)分析-11-圍繞一個基準(zhǔn)面的中心原點做旋轉(zhuǎn)運動和垂直于基準(zhǔn)面兩個相互垂直的方向運動。其三，球坐標(biāo)型，有三個自由度，由兩個相互垂直的極坐標(biāo)系組成，工作空間是一個球形，結(jié)構(gòu)簡單，便于操作。其四，關(guān)節(jié)型，類似于人體四肢關(guān)節(jié)，它是由多個可以自由運動的旋轉(zhuǎn)連接點組成，結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，但是工作范圍豐富，操作靈活[32]。不同工業(yè)機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)的形式應(yīng)用的場所不同。在選用機(jī)器人時需要其結(jié)構(gòu)特點進(jìn)行綜合考慮。圖2常見的工業(yè)搬運機(jī)器人結(jié)構(gòu)形式圖2.2.2工業(yè)搬運機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)與分析通過對現(xiàn)有的機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行大量的研究與分析，并且與實際工作生產(chǎn)需求相結(jié)合，然后對其進(jìn)行機(jī)械動力學(xué)分析，最終確定下來工業(yè)搬運機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)。工業(yè)搬運機(jī)器人的主體部分就是類似于平衡吊的機(jī)械結(jié)構(gòu)。在工業(yè)搬運機(jī)器人主體部分中，其主要完成運動功能的是手臂部分，它選擇了平行四連桿這種結(jié)構(gòu)，如圖3，經(jīng)過一些剛性組件進(jìn)行連接，在垂直面上具備兩個自由度。此類結(jié)構(gòu)具備傳遞運動、放大運動位移、轉(zhuǎn)變運動位移的特性。在直角坐標(biāo)系里分析其運動狀態(tài)，其特點在于不受其他因素的限制，在垂直方向與水平方向能夠單獨運動，驅(qū)動端與運動端的位移具有一定的比例關(guān)系，這部分結(jié)構(gòu)的機(jī)械特征可以大大提高PLC運算控制效率，確保運動控制完成起來更簡單。與開環(huán)機(jī)構(gòu)相比，此類機(jī)構(gòu)的另外一個特征就是選用閉環(huán)機(jī)構(gòu)，其具備較高的牢固性與機(jī)械剛性[33]。圖3四連桿結(jié)構(gòu)示意圖


本文編號：2959453