本文關(guān)鍵詞：1kg高速機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與軌跡控制

  更多相關(guān)文章： 高速機(jī)器人 柔性關(guān)節(jié) 軌跡控制 奇異攝動(dòng) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

【摘要】：工業(yè)機(jī)器人作為自動(dòng)化程度很高的機(jī)電一體化設(shè)備,是先進(jìn)制造業(yè)以及工業(yè)自動(dòng)化的重要組成環(huán)節(jié),在社會(huì)生產(chǎn)中有著重要的地位。高速和高精度是工業(yè)機(jī)器人的重要性能指標(biāo),研究工業(yè)機(jī)器人的高速和高精度對(duì)發(fā)揮其自動(dòng)化優(yōu)勢(shì)有著很大的影響,對(duì)機(jī)器人的理論和應(yīng)用研究有著重要的意義。本文從高速和高精度兩方面出發(fā),設(shè)計(jì)了負(fù)載為1kg的高速機(jī)器人結(jié)構(gòu),同時(shí)設(shè)計(jì)了滿足高速機(jī)器人高精度軌跡控制的控制策略。首先,根據(jù)作業(yè)需求及工作參數(shù)對(duì)高速機(jī)器人的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì),包括機(jī)器人的腕部、手臂、腰部等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；對(duì)高速機(jī)器人電機(jī)與減速器進(jìn)行了選型計(jì)算,使其工作范圍滿足設(shè)計(jì)要求。其次,將機(jī)器人的關(guān)節(jié)柔性簡(jiǎn)化為線性扭轉(zhuǎn)彈簧,考慮轉(zhuǎn)子的動(dòng)能和彈簧的彈性勢(shì)能,采用拉格朗日方程對(duì)高速機(jī)器人進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)建模；通過(guò)對(duì)動(dòng)力學(xué)方程的分析,關(guān)節(jié)柔性使得機(jī)器人末端易產(chǎn)生振動(dòng),采用Adams對(duì)高速機(jī)器人進(jìn)行了分析,表明了關(guān)節(jié)柔性對(duì)高速機(jī)器人的末端軌跡精度的影響。最后,給出了高速機(jī)器人軌跡控制策略。采用了基于奇異攝動(dòng)的關(guān)節(jié)柔性和連桿剛性的高速機(jī)器人復(fù)合控制策略,將高速機(jī)器人系統(tǒng)分為快慢兩個(gè)獨(dú)立子系統(tǒng),利用復(fù)合控制原理,分別為兩個(gè)子系統(tǒng)設(shè)計(jì)快、慢控制器,加和后作為整個(gè)系統(tǒng)的控制輸入,從而在兩個(gè)時(shí)間范圍內(nèi),實(shí)現(xiàn)精確軌跡跟蹤的同時(shí)實(shí)現(xiàn)有效的振動(dòng)抑制。
【關(guān)鍵詞】：高速機(jī)器人 柔性關(guān)節(jié) 軌跡控制 奇異攝動(dòng) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)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】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-15
• 第一章 緒論15-24
• 1.1 課題背景及研究意義15-16
• 1.2 業(yè)機(jī)器人國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況16-17
• 1.2.1 國(guó)外工業(yè)機(jī)器人發(fā)展概況16
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人發(fā)展概況16-17
• 1.3 高速機(jī)器人研究現(xiàn)狀17-22
• 1.3.1 高速機(jī)器人結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀17-20
• 1.3.2 高速機(jī)器人動(dòng)力學(xué)研究現(xiàn)狀20-21
• 1.3.3 高速機(jī)器人軌跡控制研究現(xiàn)狀21-22
• 1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容22-24
• 第二章 高速機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)24-35
• 2.1 機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)及技術(shù)要求24-25
• 2.1.1 機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)24
• 2.1.2 工業(yè)機(jī)器人的基本技術(shù)要求24-25
• 2.2 高速機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)25-29
• 2.2.1 腕部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)26-27
• 2.2.2 手臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)27-28
• 2.2.3 腰部關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)28-29
• 2.2.4 機(jī)器人總體效果圖29
• 2.3 高速機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)29-34
• 2.3.1 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的選型29-30
• 2.3.2 傳動(dòng)系統(tǒng)的選型30-32
• 2.3.3 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)32-34
• 2.4 本章小結(jié)34-35
• 第三章 高速機(jī)器人動(dòng)力學(xué)建模35-45
• 3.1 高速機(jī)器人關(guān)節(jié)模型簡(jiǎn)化35-37
• 3.1.1 高速機(jī)器人建模的假設(shè)條件35-36
• 3.1.2 高速機(jī)器人關(guān)節(jié)模型簡(jiǎn)化36-37
• 3.2 高速機(jī)器人坐標(biāo)系的建立及坐標(biāo)系變換37-39
• 3.2.1 高速機(jī)器人坐標(biāo)系的建立37-38
• 3.2.2 高速機(jī)器人坐標(biāo)系變換38-39
• 3.3 高速機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)方程39-44
• 3.3.1 機(jī)器人的速度39-40
• 3.3.2 高速機(jī)器人的動(dòng)能40-41
• 3.3.3 高速機(jī)器人的勢(shì)能41-42
• 3.3.4 高速機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)方程42-44
• 3.4 本章小結(jié)44-45
• 第四章 高速機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)分析45-53
• 4.1 高速機(jī)器人關(guān)節(jié)仿真模型45-47
• 4.1.1 柔性關(guān)節(jié)的表示45-46
• 4.1.2 高速機(jī)器人的關(guān)節(jié)仿真模型46-47
• 4.1.3 高速機(jī)器人仿真流程47
• 4.2 高速機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)仿真47-52
• 4.2.1 仿真參數(shù)47-48
• 4.2.2 仿真結(jié)果與分析48-52
• 4.3 本章小結(jié)52-53
• 第五章 高速機(jī)器人的軌跡控制53-66
• 5.1 奇異攝動(dòng)控制的基本概念53-54
• 5.1.1 奇異攝動(dòng)問(wèn)題的定義53
• 5.1.2 非線性系統(tǒng)的奇異攝動(dòng)模型53-54
• 5.2 高速機(jī)器人的奇異攝動(dòng)模型54-57
• 5.2.1 高速機(jī)器人系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型54-55
• 5.2.2 高速機(jī)器人系統(tǒng)的柔性補(bǔ)償55-56
• 5.2.3 高速機(jī)器人的奇異攝動(dòng)模型56-57
• 5.3 高速機(jī)器人系統(tǒng)的控制器設(shè)計(jì)57-60
• 5.3.1 高速機(jī)器人的奇異攝動(dòng)控制結(jié)構(gòu)57-58
• 5.3.2 慢變子系統(tǒng)的自適應(yīng)滑模變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)58-60
• 5.4 基于奇異攝動(dòng)的復(fù)合控制仿真研究60-65
• 5.5 本章小結(jié)65-66
• 第六章 總結(jié)與展望66-68
• 6.1 工作總結(jié)66-67
• 6.2 工作展望67-68
• 參考文獻(xiàn)68-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果情況73

，

本文編號(hào)：625984