本文關(guān)鍵詞：基于SINOVATION的工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)研究

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【摘要】：工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)廣泛應(yīng)用在自動(dòng)化生產(chǎn)線中,極大地提高了生產(chǎn)效率。作為一種復(fù)雜的機(jī)電產(chǎn)品,工業(yè)機(jī)器人的作業(yè)種類繁多,其相關(guān)的各種性能指標(biāo)也具有多樣性。在對工業(yè)機(jī)器人這種復(fù)雜機(jī)電產(chǎn)品進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、靜力學(xué)分析等過程中,缺少一個(gè)專業(yè)的數(shù)字化設(shè)計(jì)平臺(tái)。因此,本文對與工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)平臺(tái)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)有關(guān)的部分關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究,并開發(fā)了相應(yīng)的功能模塊,對于提高機(jī)器人的設(shè)計(jì)效率具有重要的意義。本文首先基于D-H方法建立了六自由度工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)學(xué)模型,通過齊次變換矩陣推導(dǎo)出機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)正解,利用分離變量法推導(dǎo)了逆運(yùn)動(dòng)學(xué)方程得到逆解的解析解。針對多組逆解情況,對運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解進(jìn)行了分組并引入關(guān)節(jié)配置編號,提高了逆運(yùn)動(dòng)學(xué)求解的計(jì)算效率。其次,建立了工業(yè)機(jī)器人平臺(tái)模型庫。基于參數(shù)化建模技術(shù)在SINOVATION中實(shí)現(xiàn)了常見類型的工業(yè)機(jī)器人三維CAD快速建模,并建立了機(jī)器人的三維模型庫；深入分析了基于多領(lǐng)域統(tǒng)一建模語言Modelica的多體動(dòng)力學(xué)建模原理,并且基于該語言建立了串聯(lián)、并聯(lián)和搬運(yùn)碼垛機(jī)器人的多體動(dòng)力學(xué)模型。為工業(yè)機(jī)器人平臺(tái)的快速建模模塊及動(dòng)力學(xué)仿真模塊奠定了基礎(chǔ)。第三,提出了基于參數(shù)映射的SINOVATION/Modelica模型集成方法。分析了CAD模型與基于Modelica語言的多體動(dòng)力學(xué)模型的信息構(gòu)成,研究了兩類模型的信息提取技術(shù),通過SINOVATION與Modelica模型的參數(shù)映射技術(shù)實(shí)現(xiàn)了SINOVATION與Modelica的集成,為機(jī)器人的多體動(dòng)力學(xué)分析及后續(xù)的諸如電機(jī)選型等設(shè)計(jì)過程提供了基礎(chǔ)。最后,通過C++語言開發(fā)了對應(yīng)的模塊,實(shí)現(xiàn)了工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)平臺(tái)的相關(guān)功能。通過串聯(lián)機(jī)器人實(shí)例驗(yàn)證了平臺(tái)相關(guān)功能的可行性和實(shí)用性。
【關(guān)鍵詞】：工業(yè)機(jī)器人 設(shè)計(jì)平臺(tái) 集成 Modelica 快速建模
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP242.2
【目錄】：

• 摘要9-10
• ABSTRACT10-12
• 第1章 緒論12-20
• 1.1 研究背景12-13
• 1.2 數(shù)字化設(shè)計(jì)平臺(tái)研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)研究現(xiàn)狀15-17
• 1.4 研究目的和意義17
• 1.5 論文的研究內(nèi)容17-20
• 第2章 六自由度工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)研究20-36
• 2.1 運(yùn)動(dòng)學(xué)分析20-29
• 2.1.1 連桿坐標(biāo)系20-22
• 2.1.2 運(yùn)動(dòng)學(xué)正解22-25
• 2.1.3 運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解25-29
• 2.2 運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解多解問題處理29-34
• 2.2.1 運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解分析29-30
• 2.2.2 逆解分組30-32
• 2.2.3 逆解求解流程32-34
• 2.3 本章小結(jié)34-36
• 第3章 工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)平臺(tái)模型庫設(shè)計(jì)36-52
• 3.1 基于參數(shù)化技術(shù)的工業(yè)機(jī)器人三維CAD快速建模36-44
• 3.1.1 參數(shù)化與變量化造型技術(shù)概述36-37
• 3.1.2 工業(yè)機(jī)器人三維CAD快速建模方法37-42
• 3.1.3 工業(yè)機(jī)器人模型庫建立與管理42-44
• 3.2 基于Modelica語言的機(jī)器人動(dòng)力學(xué)建模44-51
• 3.2.1 Modelica語言簡介44-45
• 3.2.2 Modelica多體模型庫45-46
• 3.2.3 多體動(dòng)力學(xué)建模原理46-47
• 3.2.4 機(jī)器人多體動(dòng)力學(xué)模型庫47-51
• 3.3 本章小結(jié)51-52
• 第4章 SINOVATION/Modelica集成技術(shù)52-64
• 4.1 基于Modelica語言的多體動(dòng)力學(xué)模型信息提取技術(shù)52-56
• 4.1.1 多體動(dòng)力學(xué)模型信息的構(gòu)成52-55
• 4.1.2 多體動(dòng)力學(xué)模型信息的提取55-56
• 4.2 SINOVATION模型信息提取技術(shù)56-59
• 4.2.1 CAD模型信息的構(gòu)成56-57
• 4.2.2 SINOVATION模型信息的提取57-59
• 4.3 基于參數(shù)映射的SINOVATION/Modelica集成59-62
• 4.4 本章小結(jié)62-64
• 第5章 平臺(tái)實(shí)例分析64-74
• 5.1 快速建模64-65
• 5.2 運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真65-68
• 5.3 動(dòng)力學(xué)分析68-73
• 5.4 本章小結(jié)73-74
• 總結(jié)與展望74-76
• 總結(jié)74-75
• 展望75-76
• 參考文獻(xiàn)76-82
• 致謝82-83
• 學(xué)位論文評閣及答辯情況表83

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3 羅t，

本文編號：829226