發(fā)布時間：2017-04-25 14:16

  本文關(guān)鍵詞：并聯(lián)步行加工機器人的運動學(xué)方案設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在應(yīng)對大工作空間的機器人加工領(lǐng)域,實現(xiàn)穩(wěn)定可靠的加工一直是一個研究的難點,本文提出一種新型的6自由度8-UPS并聯(lián)步行加工機器人(加工模式相當(dāng)于傳統(tǒng)的并聯(lián)機構(gòu),步行模式相當(dāng)于4足步行機器人),在加工模式下主要從運動學(xué)正解和反解、工作空間、動平臺軌跡規(guī)劃、奇異分析、機構(gòu)性能分析等幾個方面進行了運動學(xué)分析;在步行模式下主要對該機構(gòu)的構(gòu)型設(shè)計、步態(tài)規(guī)劃、步行模式的運動學(xué)分析展開研究。首先,建立了8-UPS并聯(lián)機器人模型的機構(gòu)簡圖,確定了機構(gòu)坐標(biāo)系;對該機構(gòu)的運動學(xué)性質(zhì)進行了研究,得到加工模式下正解模型;并對加工模式下的機器人進行軌跡規(guī)劃,求得姿態(tài)變換函數(shù),規(guī)劃后的關(guān)節(jié)軌跡可通過機構(gòu)的正解轉(zhuǎn)化為笛卡爾空間的軌跡;給出了8-UPS并聯(lián)機構(gòu)工作空間的計算搜索方法,并繪制了該機構(gòu)的工作空間,研究了桿長和動靜平臺比值對工作空間的影響,得出桿長對動平臺最大偏轉(zhuǎn)角有一定影響;基于速度雅克比矩陣研究了該機構(gòu)加工模式下的運動學(xué)奇異位形,分析了奇異與工作空間的關(guān)系。然后,建立了8-UPS并聯(lián)機器人加工模式下的逆運動學(xué)模型,得到了各桿長的函數(shù)表達(dá)式;基于本機構(gòu)加工模式下的工作空間,提出了機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計的思路,運用全性能指標(biāo)的研究方法對機器人的主要機構(gòu)參數(shù)進行了設(shè)計,得到了主要結(jié)構(gòu)參數(shù);基于MATLAB對加工模式下機器人進行逆運動學(xué)仿真,建立Simulink模型,得到機器人驅(qū)動桿長和驅(qū)動速度變化曲線;基于SolidWorks建立8-UPS實體模型,利用Motion模塊,按指定的運動軌跡進行運動學(xué)仿真;對8-UPS并聯(lián)機器人加工狀態(tài)下的鉸鏈和桿件進行干涉檢查,提出了干涉檢查的流程。最后,對步行模式下的8-UPS機器人進行了構(gòu)型設(shè)計和步態(tài)規(guī)劃,確保機器人在步行階段的穩(wěn)定性;對步行模式下的機器人進行了運動學(xué)分析,求得機器人重構(gòu)階段載荷平臺的關(guān)鍵位姿求解模型,得到載荷平臺位姿的約束條件,同時對步行模式下機器人關(guān)節(jié)角和載荷平臺進行了運動學(xué)求解,得到機器人步行模式下步行較穩(wěn)定。
【關(guān)鍵詞】：大工作空間 并聯(lián)機構(gòu) 步行 運動學(xué)求解 仿真
【學(xué)位授予單位】：上海工程技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP242
【目錄】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 論文選題的背景和意義11-12
• 1.2 移動并聯(lián)機器人的國內(nèi)外的研究狀況12-19
• 1.2.1 移動并聯(lián)機構(gòu)的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.2 移動機械手的研究現(xiàn)狀14-19
• 1.3 本課題的主要研究內(nèi)容19-21
• 第二章 8-UPS并聯(lián)機器人加工模式下的正運動學(xué)建模及求解21-49
• 2.1 引言21
• 2.2 8-UPS并聯(lián)機器人構(gòu)型設(shè)計21-25
• 2.3 8-UPS并聯(lián)機器人加工模式下的自由度計算25-26
• 2.4 8-UPS并聯(lián)機器人加工模式下動平臺位姿數(shù)值求解26-33
• 2.4.1 加工模式下機器人正運動學(xué)模型及求解算法26-30
• 2.4.2 加工模式下機器人正解算例30-33
• 2.5 8-UPS并聯(lián)機器人加工模式下工作空間求解33-42
• 2.5.1 8-UPS并聯(lián)機器人工作空間的分析33
• 2.5.2 8-UPS并聯(lián)機器人工作空間求解方法及流程33-36
• 2.5.3 8-UPS工作空間算例36-40
• 2.5.4 結(jié)構(gòu)參數(shù)對工作空間的影響40-42
• 2.6 8-UPS并聯(lián)機器人加工模式下奇異性分析42-45
• 2.6.1 奇異位形研究方法42
• 2.6.2 速度雅可比矩陣42-45
• 2.7 8-UPS并聯(lián)機器人加工模式動平臺參考點的軌跡規(guī)劃45-48
• 2.7.1 并聯(lián)機器人軌跡規(guī)劃方法的比較45-46
• 2.7.2 驅(qū)動姿態(tài)法規(guī)劃 8-UPS并聯(lián)機器人動平臺參考點的軌跡46-48
• 2.8 本章小結(jié)48-49
• 第三章 8-UPS并聯(lián)機器人加工模式下的逆運動學(xué)建模及求解49-73
• 3.1 引言49
• 3.2 8-UPS并聯(lián)機器人加工模式下的逆運動學(xué)建模49-53
• 3.3 基于MATLAB的加工模式下的逆運動學(xué)數(shù)值求解53-56
• 3.3.1 并聯(lián)機器人仿真的意義53
• 3.3.2 MATLAB仿真軟件簡介53-54
• 3.3.3 運動學(xué)反解算例54-56
• 3.4 基于SOLIDWORKS的加工模式下的建模及逆運動學(xué)數(shù)值求解56-61
• 3.4.1 Solid Works設(shè)計環(huán)境56-57
• 3.4.2 利用SolidWorks建立 8-UPS并聯(lián)機器人實體模型57-58
• 3.4.3 8-UPS并聯(lián)機器人運動仿真58-61
• 3.5 8-UPS并聯(lián)機器人加工模式下的干涉檢查61-66
• 3.5.1 干涉分析61
• 3.5.2 空間驅(qū)動桿的干涉計算61-64
• 3.5.3 鉸鏈的干涉計算64-66
• 3.6 基于實際工作空間的 8-UPS并聯(lián)機器人機構(gòu)性能分析66-72
• 3.6.1 設(shè)計思路66-67
• 3.6.2 結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定67-72
• 3.7 本章小結(jié)72-73
• 第四章 8-UPS并聯(lián)機器人步行模式下的運動仿真73-86
• 4.1 前言73
• 4.2 8-UPS并聯(lián)機器人步行模式下的構(gòu)型設(shè)計及步態(tài)規(guī)劃73-78
• 4.2.1 步行模式下的構(gòu)型設(shè)計73-75
• 4.2.2 步態(tài)規(guī)劃75-77
• 4.2.3 步行模式下的自由度計算77-78
• 4.3 8-UPS并聯(lián)機器人步行模式下的運動學(xué)分析78-81
• 4.3.1 機器人重構(gòu)階段載荷平臺關(guān)鍵位姿求解模型78-79
• 4.3.2 機器人步行模式下運動學(xué)求解模型79-81
• 4.4 8-UPS并聯(lián)機器人步行模式下的運動學(xué)參數(shù)仿真81-85
• 4.4.1 兩種不同的步態(tài)模式的運動空間81-82
• 4.4.2 步行模式下仿真82-85
• 4.5 本章小結(jié)85-86
• 第五章 總結(jié)與展望86-88
• 5.1 本文主要工作及結(jié)論86-87
• 5.2 展望87-88
• 參考文獻(xiàn)88-92
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及取得的相關(guān)科研成果92-93
• 致謝93-94

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