隨著工廠自動化的不斷發(fā)展和工業(yè)機器人技術的普及,工業(yè)機器人因其具有高效率、高質量完成重復性工作的特點,廣泛應用于汽車制造、搬運碼垛、噴涂焊接等行業(yè)。對于焊接行業(yè)而言,焊接機器人因可以實現(xiàn)較高的焊接工藝要求而得到廣泛應用。本文以SA1400型焊接機器人為研究對象,對六自由度工業(yè)機器人的運動學、軌跡規(guī)劃和動力學進行分析研究。論文主要研究內容如下:（1）對六自由度工業(yè)機器人的運動學理論進行研究,對三維空間中剛體的位置和姿態(tài)進行了描述,并建立相應的齊次變換矩陣表示空間中的平移和旋轉變換。根據(jù)D-H表示法,得到相鄰連桿間齊次變換矩陣。通過齊次變換矩陣對工業(yè)機器人各個連桿之間的空間位姿關系進行數(shù)學描述。（2）對六自由度工業(yè)機器人的運動學模型進行研究。根據(jù)機器人D-H參數(shù)表,建立連桿坐標系之間的齊次變換矩陣,推導出六自由度工業(yè)機器人的正運動學模型。在正運動學模型的基礎上,運用解析法推導出8組不同的運動學逆解。在Matlab中的Robotics Toolbox機器人工具箱中編程建立工業(yè)機器人的可視模型,運用工具箱中已有的正運動學函數(shù)fkine和逆運動學函數(shù)ikine驗證本文所推導的正逆運動學模型的正確... 

【文章來源】：中國石油大學(華東)山東省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 引言
    1.1 研究背景和意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 運動學研究現(xiàn)狀
        1.2.2 軌跡規(guī)劃研究現(xiàn)狀
        1.2.3 動力學研究現(xiàn)狀
    1.3 課題主要研究內容
第2章 六自由度工業(yè)機器人運動學理論
    2.1 機械臂空間位姿描述
        2.1.1 位置描述
        2.1.2 姿態(tài)描述
        2.1.3 位姿描述
    2.2 齊次坐標變換
        2.2.1 平移齊次坐標變換
        2.2.2 旋轉齊次坐標變換
        2.2.3 通用齊次坐標變換
    2.3 機器人D-H表示法以及連桿坐標系的建立
        2.3.1 D-H表示法
        2.3.2 連桿坐標系的建立
    2.4 本章小結
第3章 六自由度工業(yè)機器人運動學模型求解與驗證
    3.1 六自由度機械臂正運動學建模
    3.2 六自由度機械臂逆運動學的研究
        3.2.1 六自由度機械臂運動學逆解的可解性
        3.2.2 六自由度機械臂逆運動學推導
    3.3 六自由度機械臂運動學的仿真驗證
        3.3.1 六自由度機械臂正運動學仿真驗證
        3.3.2 六自由度機械臂逆運動學仿真驗證
    3.4 六自由度機械臂運動空間的仿真分析
    3.5 本章小結
第4章 六自由度工業(yè)機器人軌跡規(guī)劃的研究
    4.1 運動規(guī)劃概述
    4.2 關節(jié)空間軌跡規(guī)劃
        4.2.1 三次多項式插值
        4.2.2 過路徑點的三次多項式插值
        4.2.3 五次多項式插值
        4.2.4 三次和五次多項式插值效果對比
    4.3 笛卡爾空間軌跡規(guī)劃
        4.3.1 空間直線插補算法
        4.3.2 空間圓弧插補算法
    4.4 本章小結
第5章 六自由度工業(yè)機器人力學分析與動力學仿真
    5.1 六自由度機械臂靜力學分析
        5.1.1 雅可比矩陣的建立
        5.1.2 六自由度機械臂靜力學分析
        5.1.3 雅克比矩陣的計算
    5.2 六自由度機械臂動力學分析
        5.2.1 六自由度機械臂動力學概述
        5.2.2 拉格朗日力學
        5.2.3 六自由度機械臂系統(tǒng)的動能和勢能
        5.2.4 六自由度機械臂動力學方程
    5.3 六自由度機械臂動力學仿真分析
        5.3.1 建模仿真環(huán)境
        5.3.2 動力學仿真模型
        5.3.3 動力學仿真分析
    5.4 本章小結
總結與展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間取得的學術成果及參與科研
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡的機械臂運動學分析[J]. 駱俊,諶海云.  信息與電腦(理論版). 2018(03)
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[3]沖壓機械手機身的靜力學及模態(tài)分析[J]. 虞鵬,魯健武,楊超君,張清林.  機械設計與制造工程. 2017(10)
[4]基于笛卡爾空間的PR1400焊接機器人關節(jié)軌跡規(guī)劃研究[J]. 李精偉,童一飛,譚清錳,吳紹鋒,李東波.  機械設計與制造工程. 2017(05)
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[8]基于遺傳算法的機械手時間能耗最優(yōu)平滑軌跡規(guī)劃[J]. 游瑋,孔民秀,肖永強.  機器人技術與應用. 2015(05)
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博士論文
[1]六自由度串聯(lián)機器人運動優(yōu)化與軌跡跟蹤控制研究[D]. 劉松國.浙江大學 2009

碩士論文
[1]六自由度串聯(lián)機器人空間軌跡生成方法的研究[D]. 黃家俊.安徽工程大學 2017
[2]機械臂軌跡規(guī)劃及動力學研究[D]. 王文壇.山東大學 2017
[3]六自由度機械臂的逆運動學求解與軌跡規(guī)劃研究[D]. 徐扣.廣東工業(yè)大學 2016
[4]工業(yè)用六軸機械臂的建模與仿真[D]. 盧銳.中北大學 2015
[5]工業(yè)機器人直接電驅動技術研究[D]. 賈帥.中北大學 2015
[6]六自由度工業(yè)機器人軌跡規(guī)劃研究及仿真[D]. 張舒曼.杭州電子科技大學 2015
[7]四自由度關節(jié)機械臂運動仿真研究[D]. 周霏.南京航空航天大學 2015
[8]六自由度機械臂控制系統(tǒng)設計與運動學仿真[D]. 馬江.北京工業(yè)大學 2009



本文編號：3040568