本文關(guān)鍵詞：縫紉機(jī)殼體打磨的機(jī)械臂軌跡規(guī)劃研究

  更多相關(guān)文章： 縫紉機(jī)殼體打磨 拉丁超立方體抽樣 參數(shù)可調(diào)B樣條插值 自適應(yīng)遺傳算法 打磨工藝流程

【摘要】：人工打磨作業(yè)會產(chǎn)生粉塵、火花、高速顆粒和振動,屬于高強(qiáng)度重復(fù)性工作,并且作業(yè)效率不高。隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展以及勞動力成本的提高,將操作人員從人工打磨作業(yè)中解放出來成為趨勢。以“保證機(jī)械臂打磨作業(yè)時(shí)各關(guān)節(jié)角位移、角速度和角加速度平穩(wěn)光滑無突變,降低非作業(yè)動作時(shí)間”為目的的研究,能夠提高縫紉機(jī)殼體打磨作業(yè)效率、延長打磨機(jī)械臂的使用壽命,具有重要意義。本文做了如下研究。首先,計(jì)算機(jī)械臂可以作業(yè)的空間范圍,確�？p紉機(jī)殼體需打磨部位處于機(jī)械臂末端可以達(dá)到的位置。用D-H法對機(jī)械臂建立數(shù)學(xué)模型,采用連桿坐標(biāo)系變換的方法求出其運(yùn)動學(xué)正解。對比了蒙特卡洛法和拉丁超立方抽樣(LHS)的優(yōu)缺點(diǎn),根據(jù)機(jī)械臂笛卡爾空間和關(guān)節(jié)空間的映射關(guān)系,設(shè)計(jì)LHS法分析其工作空間,得到各坐標(biāo)軸取值范圍。通過MATLAB機(jī)器人工具箱仿真驗(yàn)證了求解結(jié)果的正確和有效,保證打磨作業(yè)實(shí)現(xiàn)的可能性。其次,以平滑的B樣條函數(shù)曲線連接各個(gè)關(guān)節(jié)角度的變化值,確�？p紉機(jī)殼體打磨時(shí)的平順性。分析B樣條插值理論,引入?yún)?shù)對其進(jìn)行改進(jìn)。分析引進(jìn)的可調(diào)參數(shù)對樣條曲線的影響。于工作空間內(nèi)截取一段包含縫紉機(jī)殼體需打磨部位所有幾何特性的打磨路徑,分別用B樣條插值和改進(jìn)B樣條插值對其進(jìn)行軌跡規(guī)劃,對比在各關(guān)節(jié)角速度和角加速度上的規(guī)劃效果。再次,優(yōu)化過渡路徑,縮短整個(gè)打磨周期。過渡路徑用4-3-4多項(xiàng)式插值連接,使用遺傳算法優(yōu)化機(jī)械臂的動作時(shí)間。針對傳統(tǒng)遺傳算法的缺點(diǎn),提出自適應(yīng)性交叉概率、自適應(yīng)性變異概率和精英保留策略的改進(jìn)。用MATLAB仿真得到自適應(yīng)性遺傳算法在時(shí)間優(yōu)化上的改進(jìn)效果。最后,在RX-90機(jī)械臂平臺上編程驗(yàn)證軌跡規(guī)劃方案。設(shè)計(jì)RX-90平臺上的縫紉機(jī)殼體打磨工藝流程,計(jì)算工藝參數(shù)。通過VAL3語言,將算法在平臺上實(shí)現(xiàn)。
【關(guān)鍵詞】：縫紉機(jī)殼體打磨 拉丁超立方體抽樣 參數(shù)可調(diào)B樣條插值 自適應(yīng)遺傳算法 打磨工藝流程
【學(xué)位授予單位】：中國計(jì)量學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP241
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-15
• 1 緒論15-27
• 1.1 研究背景及意義15-16
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-24
• 1.2.1 機(jī)械臂打磨系統(tǒng)16-18
• 1.2.2 機(jī)械臂運(yùn)動學(xué)求解18-19
• 1.2.3 機(jī)械臂工作空間求解19
• 1.2.4 機(jī)械臂軌跡規(guī)劃19-22
• 1.2.5 機(jī)械臂軌跡優(yōu)化22-24
• 1.3 論文結(jié)構(gòu)安排及主要研究內(nèi)容24-27
• 2 打磨機(jī)械臂的運(yùn)動學(xué)分析27-36
• 2.1 D-H坐標(biāo)系理論建模27-32
• 2.1.1 位姿描述27-29
• 2.1.2 坐標(biāo)變換29-31
• 2.1.3 打磨機(jī)械臂的改進(jìn)D-H建模31-32
• 2.2 機(jī)械臂運(yùn)動學(xué)正解分析32-34
• 2.2.1 連桿變換矩陣及其乘積32-33
• 2.2.2 打磨機(jī)械臂運(yùn)動學(xué)正解33-34
• 2.3 機(jī)械臂運(yùn)動學(xué)反解分析34-35
• 2.4 本章小結(jié)35-36
• 3 打磨機(jī)械臂工作空間分析36-47
• 3.1 殼體打磨的機(jī)械臂工作空間求解需求分析36-37
• 3.2 蒙特卡洛法和拉丁超立方體（LHS）抽樣對比37-38
• 3.3 拉丁超立方體抽樣求解工作空間38-41
• 3.4 LHS工作空間求解結(jié)果驗(yàn)證41-46
• 3.4.1 MATLAB機(jī)器人工具箱建模41-42
• 3.4.2 三個(gè)坐標(biāo)軸外端點(diǎn)范圍驗(yàn)證42-44
• 3.4.3 X軸和Y軸內(nèi)端點(diǎn)范圍求解和驗(yàn)證44-45
• 3.4.4 縫紉機(jī)殼體空間固定坐標(biāo)確定45-46
• 3.5 本章小結(jié)46-47
• 4 打磨路徑的機(jī)械臂軌跡規(guī)劃47-62
• 4.1 殼體打磨的機(jī)械臂關(guān)節(jié)角度規(guī)劃需求分析47
• 4.2 B樣條插值及改進(jìn)B樣條插值的數(shù)學(xué)原理47-53
• 4.2.1 傳統(tǒng)B樣條插值47-49
• 4.2.2 改進(jìn)B樣條插值49-53
• 4.3 反算控制點(diǎn)53-58
• 4.3.1 縫紉機(jī)殼體打磨位置幾何特征分析53-55
• 4.3.2 截取段路徑型值點(diǎn)選取55-57
• 4.3.3 型值點(diǎn)反算控制點(diǎn)57-58
• 4.4 兩種B樣條軌跡規(guī)劃方法的MATLAB仿真58-60
• 4.5 本章小結(jié)60-62
• 5 過渡路徑的機(jī)械臂時(shí)間最優(yōu)軌跡規(guī)劃62-72
• 5.1 殼體打磨的過渡路徑軌跡優(yōu)化需求分析62
• 5.2 過渡路徑的 434 多項(xiàng)式軌跡規(guī)劃62-64
• 5.3 遺傳算法求解 434 多項(xiàng)式時(shí)間最優(yōu)軌跡規(guī)劃64-68
• 5.3.1 傳統(tǒng)遺傳算法64-65
• 5.3.2 求解 434 多項(xiàng)式時(shí)間最優(yōu)軌跡規(guī)劃65-68
• 5.4 改進(jìn)遺傳算法求解 434 多項(xiàng)式時(shí)間最優(yōu)軌跡規(guī)劃68-71
• 5.4.1 交叉概率的自適應(yīng)調(diào)節(jié)68-69
• 5.4.2 變異概率的自適應(yīng)調(diào)節(jié)69
• 5.4.3 精英個(gè)體保留策略69-70
• 5.4.4 改進(jìn)遺傳算法的MATLAB仿真70-71
• 5.5 本章小結(jié)71-72
• 6 基于史陶比爾RX-90 平臺的軌跡規(guī)劃方案驗(yàn)證72-88
• 6.1 RX-90 系統(tǒng)72-74
• 6.1.1 RX-90 硬件系統(tǒng)72-73
• 6.1.2 VAL3語言73-74
• 6.2 打磨工藝流程設(shè)計(jì)74-81
• 6.2.1 工藝路線制訂74-75
• 6.2.2 工藝相關(guān)計(jì)算75-81
• 6.2.3 打磨工藝流程81
• 6.3 機(jī)械臂末端打磨軌跡的VAL3語言實(shí)現(xiàn)81-87
• 6.3.1 打磨程序流程81-84
• 6.3.2 機(jī)械臂末端打磨軌跡生成驗(yàn)證84-87
• 6.4 本章小結(jié)87-88
• 7 總結(jié)與展望88-90
• 7.1 全文總結(jié)88-89
• 7.2 不足與展望89-90
• 參考文獻(xiàn)90-94
• 作者簡歷94

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 侯保林,樵軍謀,韓宏潮;一重載高速機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)與控制同時(shí)設(shè)計(jì)[J];機(jī)械設(shè)計(jì);2004年01期

2 賈宏亮;姚瓊;黃強(qiáng);;基于質(zhì)量分配的空間機(jī)械臂剛度優(yōu)化[J];中國空間科學(xué)技術(shù);2008年03期

3 李斌;;月球車車載機(jī)械臂的研究進(jìn)展及關(guān)鍵技術(shù)探討[J];機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用;2008年03期

4 ;美大學(xué)研發(fā)腦波控制機(jī)械臂[J];機(jī)械研究與應(yīng)用;2009年01期

5 任美玲;陶大錦;;機(jī)械臂的研究與進(jìn)展[J];出國與就業(yè)(就業(yè)版);2012年02期

6 劉朋增;;基于移動平臺的機(jī)械臂結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)[J];企業(yè)導(dǎo)報(bào);2013年11期

7 ;手術(shù)用微型機(jī)械臂[J];機(jī)器人情報(bào);1994年01期

8 賀棚梓;;升級版加拿大機(jī)械臂[J];太空探索;2014年02期

9 張暢;唐立軍;吳定祥;賀慧勇;司妞;李濤;;六軸機(jī)械臂在冰箱能耗檢測線中的軌跡分析[J];電子科技;2014年04期

10 楊孝文;;猴子學(xué)會用控制機(jī)械臂[J];共產(chǎn)黨員;2008年14期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王印超;賴小明;楊學(xué)寧;李建永;陳化智;陶建國;;繩驅(qū)式表取采樣機(jī)械臂的設(shè)計(jì)研究[A];中國宇航學(xué)會深空探測技術(shù)專業(yè)委員會第九屆學(xué)術(shù)年會論文集（下冊）[C];2012年

2 張繼輝;;助力機(jī)械臂在汽車制造業(yè)中的應(yīng)用[A];第九屆河南省汽車工程技術(shù)研討會論文集[C];2012年

3 黃登峰;陳力;;基于雙向映射神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的漂浮基空間機(jī)械臂逆運(yùn)動學(xué)控制[A];慶祝中國力學(xué)學(xué)會成立50周年暨中國力學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)大會’2007論文摘要集（下）[C];2007年

4 陳瑞燕;梁輝;馮永;;用于深水水下設(shè)備下放安裝的多功能機(jī)械臂[A];第十三屆中國科協(xié)年會第13分會場-海洋工程裝備發(fā)展論壇論文集[C];2011年

5 朱華里;張芳;;電機(jī)控制下的一類彈性機(jī)械臂系統(tǒng)的鎮(zhèn)定[A];1996年中國控制會議論文集[C];1996年

6 鄭樺;叢爽;魏子翔;;提高實(shí)際繪圖精度與速度的二自由度機(jī)械臂控制[A];2007年中國智能自動化會議論文集[C];2007年

7 劉達(dá);王田苗;張浩;;一種用于輔助外科手術(shù)的機(jī)械臂設(shè)計(jì)[A];第十二屆全國機(jī)構(gòu)學(xué)學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2000年

8 韓清凱;張昊;高培鑫;劉金國;;機(jī)械臂系統(tǒng)控制同步的非線性動力學(xué)特性研究[A];第十四屆全國非線性振動暨第十一屆全國非線性動力學(xué)和運(yùn)動穩(wěn)定性學(xué)術(shù)會議摘要集與會議議程[C];2013年

9 梁捷;陳力;;漂浮基空間機(jī)械臂姿態(tài)與末端抓手協(xié)調(diào)運(yùn)動的模糊變結(jié)構(gòu)滑�？刂芠A];慶祝中國力學(xué)學(xué)會成立50周年暨中國力學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)大會’2007論文摘要集（下）[C];2007年

10 劉慶杰;許向陽;戴亞平;;基于機(jī)械臂轉(zhuǎn)速的遠(yuǎn)程廣義最小方差控制[A];全國煉鋼連鑄過程自動化技術(shù)交流會論文集[C];2006年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;“鳳凰”輕舒機(jī)械臂,火星留下第一痕[N];新華每日電訊;2008年

2 葛秋芳;科學(xué)家讓猴子憑“意念”操縱機(jī)械臂抓取食物[N];新華每日電訊;2008年

3 毛毛;瑞典開發(fā)出不怕水的微型機(jī)械臂[N];中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報(bào);2000年

4 ;瑞典開發(fā)出不怕水的醫(yī)用微型機(jī)械臂[N];中國信息報(bào);2000年

5 王曉晨 潘晨;讓中國“臂”炫舞太空[N];中國航天報(bào);2012年

6 田兆運(yùn) 張曉祺;“玉兔號”:機(jī)械臂投放測試成功，即將開始休眠[N];新華每日電訊;2013年

7 通訊員 祁登峰 記者 付毅飛;“玉兔”機(jī)械臂成功實(shí)施首次科學(xué)探測[N];科技日報(bào);2014年

8 子虎;未來做手術(shù)動口不動手[N];北京科技報(bào);2004年

9 張雪松;“衛(wèi)星抓衛(wèi)星”緣何有人不安[N];中國航天報(bào);2013年

10 ;連續(xù)式熔銅擠壓機(jī)械臂[N];中國有色金屬報(bào);2003年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 郭宇飛;不確定彈藥自動裝填系統(tǒng)動力學(xué)與控制研究[D];南京理工大學(xué);2015年

2 武遵;適用于核聚變反應(yīng)艙的多關(guān)節(jié)機(jī)械臂關(guān)鍵技術(shù)研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2016年

3 江沛;復(fù)雜約束下的串聯(lián)機(jī)械臂運(yùn)動學(xué)控制方法研究[D];浙江大學(xué);2015年

4 東輝;冗余機(jī)械臂運(yùn)動學(xué)及移動平臺航位推算和軌跡規(guī)劃研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

5 宋韜;輪式移動機(jī)械臂傾覆與滑移問題研究[D];上海大學(xué);2016年

6 王琨;提高串聯(lián)機(jī)械臂運(yùn)動精度的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

7 杜濱;全方位移動機(jī)械臂協(xié)調(diào)規(guī)劃與控制[D];北京工業(yè)大學(xué);2013年

8 張鵬;機(jī)械臂協(xié)調(diào)操作柔性負(fù)載系統(tǒng)動力學(xué)與控制[D];吉林大學(xué);2010年

9 唐志國;機(jī)械臂操作柔性負(fù)載系統(tǒng)分布參數(shù)建模與控制方法研究[D];吉林大學(xué);2011年

10 叢佩超;空間機(jī)械臂抓取目標(biāo)的碰撞前構(gòu)型規(guī)劃與控制問題研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 龐征博;船舶大分段劃線機(jī)械臂控制技術(shù)研究[D];大連理工大學(xué);2012年

2 劉彩鳳;不同重力環(huán)境下空間機(jī)械臂摩擦補(bǔ)償控制研究[D];燕山大學(xué);2015年

3 王海濱;基于TMS320F2812的一階機(jī)械臂控制系統(tǒng)的研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2015年

4 杜亮;托卡馬克遙操作內(nèi)窺機(jī)械臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[D];上海交通大學(xué);2015年

5 張曉穎;基于雙層結(jié)構(gòu)的機(jī)械臂運(yùn)動模型預(yù)測控制算法研究[D];上海交通大學(xué);2015年

6 郭維;移動機(jī)械臂對運(yùn)動受限物體操作的規(guī)劃與控制[D];上海交通大學(xué);2015年

7 楊佩然;一種四自由度助殘機(jī)械臂的構(gòu)型及運(yùn)動學(xué)分析[D];河北工業(yè)大學(xué);2015年

8 谷利亞;空間機(jī)械臂關(guān)節(jié)在軌溫度場數(shù)值仿真分析[D];北京交通大學(xué);2016年

9 梁飛;基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的六自由度機(jī)械臂視景仿真與碰撞檢測系統(tǒng)[D];西華大學(xué);2011年

10 衛(wèi)玉昆;排爆機(jī)械臂模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與研究[D];中北大學(xué);2016年

，

本文編號：536145