本文關(guān)鍵詞：并聯(lián)步行加工機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)方案設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在應(yīng)對(duì)大工作空間的機(jī)器人加工領(lǐng)域,實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可靠的加工一直是一個(gè)研究的難點(diǎn),本文提出一種新型的6自由度8-UPS并聯(lián)步行加工機(jī)器人(加工模式相當(dāng)于傳統(tǒng)的并聯(lián)機(jī)構(gòu),步行模式相當(dāng)于4足步行機(jī)器人),在加工模式下主要從運(yùn)動(dòng)學(xué)正解和反解、工作空間、動(dòng)平臺(tái)軌跡規(guī)劃、奇異分析、機(jī)構(gòu)性能分析等幾個(gè)方面進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析;在步行模式下主要對(duì)該機(jī)構(gòu)的構(gòu)型設(shè)計(jì)、步態(tài)規(guī)劃、步行模式的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析展開研究。首先,建立了8-UPS并聯(lián)機(jī)器人模型的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖,確定了機(jī)構(gòu)坐標(biāo)系;對(duì)該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了研究,得到加工模式下正解模型;并對(duì)加工模式下的機(jī)器人進(jìn)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(jī)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(jī)構(gòu)工作空間的計(jì)算搜索方法,并繪制了該機(jī)構(gòu)的工作空間,研究了桿長(zhǎng)和動(dòng)靜平臺(tái)比值對(duì)工作空間的影響,得出桿長(zhǎng)對(duì)動(dòng)平臺(tái)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(jī)構(gòu)加工模式下的運(yùn)動(dòng)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(jī)器人加工模式下的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,得到了各桿長(zhǎng)的函數(shù)表達(dá)式;基于本機(jī)構(gòu)加工模式下的工作空間,提出了機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的思路,運(yùn)用全性能指標(biāo)的研究方法對(duì)機(jī)器人的主要機(jī)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì),得到了主要結(jié)構(gòu)參數(shù);基于MATLAB對(duì)加工模式下機(jī)器人進(jìn)行逆運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真,建立Simulink模型,得到機(jī)器人驅(qū)動(dòng)桿長(zhǎng)和驅(qū)動(dòng)速度變化曲線;基于SolidWorks建立8-UPS實(shí)體模型,利用Motion模塊,按指定的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真;對(duì)8-UPS并聯(lián)機(jī)器人加工狀態(tài)下的鉸鏈和桿件進(jìn)行干涉檢查,提出了干涉檢查的流程。最后,對(duì)步行模式下的8-UPS機(jī)器人進(jìn)行了構(gòu)型設(shè)計(jì)和步態(tài)規(guī)劃,確保機(jī)器人在步行階段的穩(wěn)定性;對(duì)步行模式下的機(jī)器人進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,求得機(jī)器人重構(gòu)階段載荷平臺(tái)的關(guān)鍵位姿求解模型,得到載荷平臺(tái)位姿的約束條件,同時(shí)對(duì)步行模式下機(jī)器人關(guān)節(jié)角和載荷平臺(tái)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)求解,得到機(jī)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(jī)構(gòu) 步行 運(yùn)動(dòng)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：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(dòng)并聯(lián)機(jī)器人的國(guó)內(nèi)外的研究狀況12-19
• 1.2.1 移動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.2 移動(dòng)機(jī)械手的研究現(xiàn)狀14-19
• 1.3 本課題的主要研究?jī)?nèi)容19-21
• 第二章 8-UPS并聯(lián)機(jī)器人加工模式下的正運(yùn)動(dòng)學(xué)建模及求解21-49
• 2.1 引言21
• 2.2 8-UPS并聯(lián)機(jī)器人構(gòu)型設(shè)計(jì)21-25
• 2.3 8-UPS并聯(lián)機(jī)器人加工模式下的自由度計(jì)算25-26
• 2.4 8-UPS并聯(lián)機(jī)器人加工模式下動(dòng)平臺(tái)位姿數(shù)值求解26-33
• 2.4.1 加工模式下機(jī)器人正運(yùn)動(dòng)學(xué)模型及求解算法26-30
• 2.4.2 加工模式下機(jī)器人正解算例30-33
• 2.5 8-UPS并聯(lián)機(jī)器人加工模式下工作空間求解33-42
• 2.5.1 8-UPS并聯(lián)機(jī)器人工作空間的分析33
• 2.5.2 8-UPS并聯(lián)機(jī)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(duì)工作空間的影響40-42
• 2.6 8-UPS并聯(lián)機(jī)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(jī)器人加工模式動(dòng)平臺(tái)參考點(diǎn)的軌跡規(guī)劃45-48
• 2.7.1 并聯(lián)機(jī)器人軌跡規(guī)劃方法的比較45-46
• 2.7.2 驅(qū)動(dòng)姿態(tài)法規(guī)劃 8-UPS并聯(lián)機(jī)器人動(dòng)平臺(tái)參考點(diǎn)的軌跡46-48
• 2.8 本章小結(jié)48-49
• 第三章 8-UPS并聯(lián)機(jī)器人加工模式下的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)建模及求解49-73
• 3.1 引言49
• 3.2 8-UPS并聯(lián)機(jī)器人加工模式下的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)建模49-53
• 3.3 基于MATLAB的加工模式下的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)值求解53-56
• 3.3.1 并聯(lián)機(jī)器人仿真的意義53
• 3.3.2 MATLAB仿真軟件簡(jiǎn)介53-54
• 3.3.3 運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)值求解56-61
• 3.4.1 Solid Works設(shè)計(jì)環(huán)境56-57
• 3.4.2 利用SolidWorks建立 8-UPS并聯(lián)機(jī)器人實(shí)體模型57-58
• 3.4.3 8-UPS并聯(lián)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)仿真58-61
• 3.5 8-UPS并聯(lián)機(jī)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(dòng)桿的干涉計(jì)算61-64
• 3.5.3 鉸鏈的干涉計(jì)算64-66
• 3.6 基于實(shí)際工作空間的 8-UPS并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)性能分析66-72
• 3.6.1 設(shè)計(jì)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(jī)器人步行模式下的運(yùn)動(dòng)仿真73-86
• 4.1 前言73
• 4.2 8-UPS并聯(lián)機(jī)器人步行模式下的構(gòu)型設(shè)計(jì)及步態(tài)規(guī)劃73-78
• 4.2.1 步行模式下的構(gòu)型設(shè)計(jì)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(jì)算77-78
• 4.3 8-UPS并聯(lián)機(jī)器人步行模式下的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析78-81
• 4.3.1 機(jī)器人重構(gòu)階段載荷平臺(tái)關(guān)鍵位姿求解模型78-79
• 4.3.2 機(jī)器人步行模式下運(yùn)動(dòng)學(xué)求解模型79-81
• 4.4 8-UPS并聯(lián)機(jī)器人步行模式下的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)仿真81-85
• 4.4.1 兩種不同的步態(tài)模式的運(yùn)動(dòng)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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