發(fā)布時間：2021-05-07 11:48

　　針對輕工行業(yè)縱深抓取的應(yīng)用需求,在分析了傳統(tǒng)三自由度并聯(lián)機器人結(jié)構(gòu)特點的基礎(chǔ)上,本文提出一種新型直線型三自由度并聯(lián)機器人。該構(gòu)型機器人采用兩個對稱移動支鏈配合一個轉(zhuǎn)動支鏈,代替?zhèn)鹘y(tǒng)三自由度并聯(lián)機器人三個轉(zhuǎn)動支鏈,以降低機器人結(jié)構(gòu)分析的難度,增大機器人的工作空間,并對其運動學特性、動力學特性、軌跡規(guī)劃、運動控制等方面進行深入分析與研究,完成該新構(gòu)型機器人系統(tǒng)設(shè)計與研究。首先,對新型直線型三自由度并聯(lián)機器人結(jié)構(gòu)進行設(shè)計,并建立運動學模型。運用空間解析幾何和矢量法推導出機器人運動學位置正解和逆解方程�；谶\動學逆解模型,采用搜索算法求解出機器人可達工作空間,結(jié)果表明該機器人具有更大的工作空間。隨后根據(jù)機器人雅克比矩陣,分析了機構(gòu)典型的奇異位形,為后續(xù)軌跡規(guī)劃避免奇異位置奠定理論基礎(chǔ)。其次,基于運動學模型,采用拉格朗日方程法對機器人系統(tǒng)的動能和勢能進行求解,推導出系統(tǒng)的拉格朗日函數(shù),建立動力學模型。通過MATLAB軟件驗證了動力學模型的正確性,并分析了負載和機構(gòu)參數(shù)與關(guān)節(jié)驅(qū)動力矩和力特性之間的關(guān)系,為機器人設(shè)計參數(shù)優(yōu)化和后續(xù)軌跡規(guī)劃提供了理論基礎(chǔ)。再次,采用梯形速度、梯形加速度、修正梯形加速度... 

【文章來源】：江南大學江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀
        1.2.1 國外發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 運動學特性研究現(xiàn)狀
        1.3.2 動力學特性研究現(xiàn)狀
        1.3.3 軌跡規(guī)劃研究現(xiàn)狀
        1.3.4 控制策略研究現(xiàn)狀
    1.4 論文主要研究內(nèi)容
第二章 直線型三自由度并聯(lián)機器人運動學特性研究
    2.1 引言
    2.2 直線型三自由度并聯(lián)機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計
    2.3 運動學正逆解分析
        2.3.1 運動學位置正解分析
        2.3.2 運動學位置逆解分析
    2.4 工作空間研究
        2.4.1 約束條件
        2.4.2 搜索算法
    2.5 奇異性研究
        2.5.1 雅克比矩陣
        2.5.2 奇異分析
    2.6 本章小結(jié)
第三章 直線型三自由度并聯(lián)機器人動力學特性研究
    3.1 引言
    3.2 第二類拉格朗日方程
    3.3 系統(tǒng)能量求解
        3.3.1 系統(tǒng)動能求解
        3.3.2 系統(tǒng)勢能求解
    3.4 動力學建模
    3.5 數(shù)值仿真
    3.6 本章小結(jié)
第四章 直線型三自由度并聯(lián)機器人軌跡規(guī)劃研究
    4.1 引言
    4.2 操作空間軌跡規(guī)劃基本插補算法
        4.2.1 直線插補算法
        4.2.2 圓弧插補算法
        4.2.3 機器人軌跡控制過程
    4.3 運動規(guī)律選擇
        4.3.1 梯形速度運動規(guī)律
        4.3.2 梯形加速度運動規(guī)律
        4.3.3 修正梯形加速度運動規(guī)律
    4.4 基于修正梯形加速度運動規(guī)律的軌跡規(guī)劃
    4.5 本章小結(jié)
第五章 直線型三自由度并聯(lián)機器人運動控制研究
    5.1 引言
    5.2 伺服系統(tǒng)模型
        5.2.1 伺服系統(tǒng)控制環(huán)數(shù)學模型
        5.2.2 永磁同步電機數(shù)學模型
    5.3 運動控制方法
        5.3.1 PID控制
        5.3.2 模糊PID控制
    5.4 本章小結(jié)
主要結(jié)論與展望
    主要結(jié)論
    展望
致謝
參考文獻
附錄:作者在攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文


【參考文獻】：
期刊論文
[1]新型3-PSS并聯(lián)機器人動力學建模及仿真[J]. 胡如方,李慶,徐亮.  新鄉(xiāng)學院學報. 2017(09)
[2]Tripod并聯(lián)機器人運動學分析與樣機實驗[J]. 楊繼東,萬彪剛,高俊東,劉昆,胡敏,趙葉輪.  農(nóng)業(yè)機械學報. 2016(10)
[3]三自由度Delta并聯(lián)機械手軌跡規(guī)劃方法[J]. 梅江平,臧家煒,喬正宇,劉松濤,宋濤.  機械工程學報. 2016(19)
[4]基于模糊PID對3-RPS并聯(lián)機器人軌跡跟蹤控制[J]. 李一龍,嚴智敏.  測試技術(shù)學報. 2016(01)
[5]基于Kane方程的3-TPT并聯(lián)機構(gòu)動力學研究[J]. 趙學洋,趙恒華,楊世彬,牟紅平.  機械傳動. 2016(01)
[6]一種2自由度高速并聯(lián)機械手的軌跡規(guī)劃方法[J]. 王喆,曾俠,劉松濤,宋濤,梅江平.  天津大學學報(自然科學與工程技術(shù)版). 2016(07)
[7]三平移并聯(lián)機器人正解解析法的研究[J]. 蒙運紅,金逸,黃進.  艦船電子工程. 2015(10)
[8]基于拉格朗日乘子法的Delta并聯(lián)機器人簡化剛體動力學建模方法[J]. 王剛,劉延杰,吳明月,韓海軍.  機械與電子. 2015(07)
[9]工業(yè)機器人的技術(shù)發(fā)展及其應(yīng)用[J]. 駱敏舟,方健,趙江海.  機械制造與自動化. 2015(01)
[10]3-RPS并聯(lián)機器人工作空間分析及參數(shù)研究[J]. 蒲志新,李艷梅,于英華.  機械傳動. 2015(01)

碩士論文
[1]激光聚集小型三自由度并聯(lián)機構(gòu)分析及控制策略研究[D]. 王施相.中國科學院研究生院(長春光學精密機械與物理研究所) 2015
[2]三自由度并聯(lián)機器人軌跡規(guī)劃及其控制實現(xiàn)[D]. 熊永康.大連理工大學 2014
[3]一種高速拾取并聯(lián)機器人的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 田濤.大連理工大學 2013



本文編號：3173339