本文基于D-H法建立了雙機(jī)器人系統(tǒng)的運(yùn)動學(xué)模型,通過蒙特卡洛法求得機(jī)器人的工作空間,考慮到機(jī)器人在其工作空間中各個方向上的運(yùn)動能力不同,開展了雙機(jī)器人的運(yùn)動靈活性研究,提出了一種計算簡便并且能夠有效反映雙機(jī)器人協(xié)調(diào)運(yùn)動靈活性的性能指標(biāo),在分別研究了雙機(jī)器人系統(tǒng)兩種協(xié)調(diào)運(yùn)動方式的運(yùn)動學(xué)約束關(guān)系以及相應(yīng)的運(yùn)動控制規(guī)律后,基于靈活性分析構(gòu)建了雙機(jī)器人緊協(xié)調(diào)字母繪制以及冗余度機(jī)器人松協(xié)調(diào)裝配電機(jī)轉(zhuǎn)子與軸承的任務(wù)規(guī)劃,通過MATLAB仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了本文雙機(jī)器人可操作度指標(biāo)的有效性及協(xié)調(diào)運(yùn)動規(guī)劃方法的正確性。在雙機(jī)器人系統(tǒng)中,由于兩臺機(jī)器人的工作空間重疊,在對兩臺機(jī)器人進(jìn)行路徑規(guī)劃和優(yōu)化的時候,兩臺機(jī)器人之間不發(fā)生碰撞是前提,構(gòu)建雙機(jī)器人系統(tǒng)的碰撞檢測模型是避碰路徑規(guī)劃的前提,研究這個問題主要涉及機(jī)器人簡化建模與碰撞檢測算法。針對雙機(jī)器人協(xié)調(diào)作業(yè)時可能發(fā)生的碰撞問題,本文采用OBB包圍盒對機(jī)器人模型進(jìn)行簡化建模,依托分離軸理論,基于二叉樹結(jié)構(gòu)對雙機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行碰撞檢測,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行避碰路徑規(guī)劃,在笛卡爾坐標(biāo)空間內(nèi)設(shè)置作業(yè)柵格區(qū)間,采用Dijkstra算法規(guī)劃機(jī)械臂末端避碰路徑,通過直線與拋物線... 

【文章來源】：寧夏大學(xué)寧夏回族自治區(qū) 211工程院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１協(xié)調(diào)跟隨運(yùn)動與疊加運(yùn)動??

（ａ）跟隨運(yùn)動（ｃｏｕｐｌｅ?ｍｏｔｉｏｎ）?（ｂ）疊加運(yùn)動（ｏｖｅｒ?Ｉ?ａｙ?ｍｏｔ?ｉｏｎ）??圖１－１協(xié)調(diào)跟隨運(yùn)動與疊加運(yùn)動??目前工業(yè)現(xiàn)場中對于雙機(jī)器人協(xié)調(diào)作業(yè)的應(yīng)用仍是以松協(xié)調(diào)為主，以汽車生產(chǎn)線最為典型，??雙機(jī)器人之間的配合主要是針對某一具體工藝的分步式作業(yè)過程，例如一臺機(jī)器人夾持汽車車身??以指定待加工姿態(tài)進(jìn)行等待，另一臺機(jī)器人根據(jù)工藝要求與被夾持車身之間以某種運(yùn)動學(xué)約束關(guān)??系進(jìn)行松協(xié)調(diào)作業(yè)，整個作業(yè)系統(tǒng)并沒有構(gòu)成閉環(huán)運(yùn)動鏈；而緊協(xié)調(diào)運(yùn)動要想實(shí)現(xiàn)在工業(yè)現(xiàn)場的??實(shí)際應(yīng)用，往往需要借助離線編程系統(tǒng)生成協(xié)調(diào)運(yùn)動的路徑點(diǎn)序列導(dǎo)入機(jī)器人控制柜當(dāng)中，這是??由于緊協(xié)調(diào)運(yùn)動的軌跡大都不具備數(shù)學(xué)描述而難以通過示教的形式在機(jī)器人中進(jìn)行編程［１４］。??１．３．３協(xié)調(diào)運(yùn)動靈活性優(yōu)化研究現(xiàn)狀??描述機(jī)器人運(yùn)動靈活性的性能指標(biāo)以Ｙｏｓｈｉｋａｗａ［１５］提出的“可操作性”、“可操作性橢球”以??及Ｓａｌｉｓｂｕｒｙ和ＣｒａｉｇＭ提出的“條件數(shù)”研究最為成熟，其核心均為描述機(jī)器人在任意方向上的??運(yùn)動能力，即是否能以相同的速度沿各個方向進(jìn)行運(yùn)動，反映了機(jī)器人運(yùn)動速度的“均勻性”。關(guān)??于機(jī)器人協(xié)調(diào)運(yùn)動靈活性的研宄

人系統(tǒng)之間構(gòu)成的閉環(huán)運(yùn)動鏈，因此必須完成運(yùn)動學(xué)閉環(huán)建模，才能實(shí)現(xiàn)雙機(jī)器人的協(xié)調(diào)作業(yè)要??求。??針對ＫＵＫＡ公司的ＫＲ２０－３六自由度工業(yè)機(jī)器人，如圖２－１所示，本文采用Ｄ－Ｈ法建模〖３７］，??根據(jù)ＫＲ?２０－３的各連桿長度及構(gòu)型，建立連桿坐標(biāo)系、列出Ｄ－Ｈ參數(shù)表，推導(dǎo)正向運(yùn)動學(xué)方程，??由于Ｄ－Ｈ建模法已經(jīng)相當(dāng)成熟，本文不再羅列其建模的具體步驟。機(jī)器人坐標(biāo)系建立如圖２－２所??示，機(jī)器人相關(guān)參數(shù)見表２－１?Ｄ－Ｈ參數(shù)表，其中ａ表示連桿長度，ｄ表示連桿偏距，ａ表示扭角，??０表示關(guān)節(jié)角。??＃保崳?圖２－１?ＫＵＫＡ?ＫＲ２０－３六自由度串聯(lián)機(jī)器人??－８?－??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3518801