本文密切結(jié)合食品、醫(yī)藥、電子包裝分揀等領(lǐng)域?qū)I(yè)機(jī)器人的需求,研究一種由天津大學(xué)自主研發(fā)設(shè)計(jì)的可以實(shí)現(xiàn)三平動(dòng)、一轉(zhuǎn)動(dòng)的高速并聯(lián)機(jī)械手（Cross-IV機(jī)械手）的尺度優(yōu)化設(shè)計(jì)和控制方法;主要從以下三方面拓展研究:運(yùn)動(dòng)學(xué)與剛體動(dòng)力學(xué)建模、尺度參數(shù)優(yōu)化、運(yùn)動(dòng)控制方法;以運(yùn)動(dòng)學(xué)與剛體動(dòng)力學(xué)模型為基礎(chǔ),研究C4機(jī)械手尺度參數(shù)優(yōu)化和高速、高精度抓放控制方法,并在實(shí)驗(yàn)樣機(jī)上進(jìn)行控制策略的驗(yàn)證,全文取得的成果如下:首先,在運(yùn)動(dòng)學(xué)、剛體動(dòng)力學(xué)建模方面,利用矢量法搭建C4機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,基于虛功原理法搭建C4機(jī)械手完備剛體動(dòng)力學(xué)模型,提出一種按照重力項(xiàng)、慣性力項(xiàng)、慣性力矩項(xiàng)將從動(dòng)臂質(zhì)量按三種分配系數(shù)折算到主動(dòng)臂和動(dòng)平臺(tái)兩端的方法,研究機(jī)械手的尺度參數(shù)軌跡參數(shù)等5個(gè)影響因子對(duì)簡(jiǎn)化方法精度的影響,以機(jī)械手完備與簡(jiǎn)化模型的四條支鏈對(duì)應(yīng)力矩差的絕對(duì)值對(duì)時(shí)間積分求均值作為優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù),對(duì)比采用組合分配系數(shù)法與采用其他方法進(jìn)行剛體動(dòng)力學(xué)建模的精確度,為后續(xù)機(jī)械手尺度綜合和動(dòng)力學(xué)前饋控制方法提供理論依據(jù)。其次,根據(jù)已建立的C4機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)學(xué)、剛體動(dòng)力學(xué)模型,以間接雅克比矩陣行列式為依據(jù),首先分析了C4機(jī)械手的一般鏈... 

【文章頁(yè)數(shù)】：90 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
字母注釋表
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究狀況
        1.2.1 運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)建模
        1.2.2 尺度參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)
        1.2.3 動(dòng)力學(xué)控制方法
    1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容
第二章 運(yùn)動(dòng)學(xué)、剛體動(dòng)力學(xué)建模
    2.1 引言
    2.2 系統(tǒng)描述
    2.3 運(yùn)動(dòng)學(xué)建模
    2.4 剛體動(dòng)力學(xué)建模
        2.4.1 完備剛體動(dòng)力學(xué)建模
        2.4.2 簡(jiǎn)化剛體動(dòng)力學(xué)建模
    2.5 本章小結(jié)
第三章 尺度參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)
    3.1 引言
    3.2 Cross-IV機(jī)械手空間壓力角研究
        3.2.1 一般鏈內(nèi)與鏈間壓力角
        3.2.2 第二類鏈間壓力角
    3.3 Cross-IV機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)優(yōu)化
        3.3.1 工作空間與設(shè)計(jì)變量
        3.3.2 運(yùn)動(dòng)學(xué)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)
        3.3.3 尺度約束
        3.3.4 壓力角約束
        3.3.5 運(yùn)動(dòng)學(xué)優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)
    3.4 Cross-IV機(jī)械手動(dòng)力學(xué)優(yōu)化
        3.4.1 簡(jiǎn)化剛體動(dòng)力學(xué)模型
        3.4.2 動(dòng)力學(xué)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)
        3.4.3 動(dòng)力學(xué)優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)
    3.5 優(yōu)化實(shí)例分析
        3.5.1 運(yùn)動(dòng)學(xué)優(yōu)化
        3.5.2 動(dòng)力學(xué)優(yōu)化
    3.6 本章小結(jié)
第四章 動(dòng)力學(xué)控制方法與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
    4.1 引言
    4.2 Cross-IV控制系統(tǒng)建模
        4.2.1 伺服系統(tǒng)建模
        4.2.2 等效轉(zhuǎn)子慣量計(jì)算
    4.3 控制系統(tǒng)PID參數(shù)整定
        4.3.1 PID參數(shù)自整定系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        4.3.2 基于GA法的PID參數(shù)自整定
    4.4 動(dòng)力學(xué)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        4.4.1 單支鏈力矩前饋控制
        4.4.2 控制系統(tǒng)仿真與分析
    4.5力矩前饋控制實(shí)驗(yàn)
        4.5.1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象
        4.5.2力矩前饋對(duì)比實(shí)驗(yàn)
    4.6 本章小結(jié)
第五章 全文總結(jié)
    5.1 結(jié)論
        5.1.1 簡(jiǎn)化剛體動(dòng)力學(xué)模型
        5.1.2 尺度參數(shù)優(yōu)化
        5.1.3動(dòng)力學(xué)控制方法與樣機(jī)實(shí)驗(yàn)
    5.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文和參加科研情況說(shuō)明
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]KINEMATIC DESIGN OF A RECONFIGURABLE MINIATURE PARALLEL KINEMATIC MACHINE[J]. D J Whitehouse.  Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2003(01)
[2]一種機(jī)器人魯棒自適應(yīng)控制法[J]. 焦曉紅,李運(yùn)鋒,方一鳴,耿秋實(shí).  機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用. 2002(03)
[3]并聯(lián)機(jī)床——機(jī)床行業(yè)面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)[J]. 汪勁松,黃田.  中國(guó)機(jī)械工程. 1999(10)
[4]3－TRS型并聯(lián)機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)研究[J]. 蔡勝利，白師賢.  機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 1996(01)



本文編號(hào)：3655052