機(jī)械手在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用,目前在工業(yè)中大量運(yùn)用的機(jī)械手是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的直角坐標(biāo)型多軸機(jī)械手,但該類機(jī)械手通常自動(dòng)化水平不高、遠(yuǎn)程監(jiān)控普及程度較低,本文對(duì)直角坐標(biāo)型機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)控制方法進(jìn)行研究分析,并針對(duì)其中具有典型性的龍門結(jié)構(gòu)多軸機(jī)械手進(jìn)行了設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。本文從機(jī)械手機(jī)構(gòu)及應(yīng)用場(chǎng)景入手,詳細(xì)介紹了機(jī)械手的結(jié)構(gòu)特征和尺寸,給出了機(jī)械手各個(gè)部位關(guān)鍵設(shè)備的選型。接著,本文結(jié)合機(jī)械手結(jié)構(gòu)參數(shù)建立了機(jī)械手坐標(biāo)系,并基于機(jī)械手各個(gè)關(guān)節(jié)獨(dú)立可控這一假設(shè)前提對(duì)其運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,對(duì)該過(guò)程中模型抽象、數(shù)據(jù)采集等環(huán)節(jié)可能產(chǎn)生的誤差與干擾,本文利用卡爾曼濾波和系統(tǒng)辨識(shí)等方法進(jìn)行處理,以降低噪聲、提高控制精度。最后,本文結(jié)合自適應(yīng)控制理論,對(duì)該機(jī)械手進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),并對(duì)本文中所設(shè)計(jì)的卡爾曼濾波器、辨識(shí)器、自適應(yīng)調(diào)節(jié)器等進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。此外,本文還基于web開發(fā)技術(shù)設(shè)計(jì)了機(jī)械手的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng),將設(shè)備與數(shù)據(jù)庫(kù)、云平臺(tái)等相互連接,實(shí)現(xiàn)組態(tài)界面、數(shù)據(jù)交換、控制算法三者之間的緊密結(jié)合,為機(jī)械手的遠(yuǎn)程監(jiān)視與控制提供了良好的人機(jī)交互體驗(yàn)。本文采用自適應(yīng)控制與常規(guī)控制手段相比,對(duì)包含摩擦力影響... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：78 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

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全球工業(yè)機(jī)器人銷量及同比增速

中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）碩士學(xué)位論文3圖1.1全球工業(yè)機(jī)器人銷量及同比增速早在1959年，美國(guó)科學(xué)家英格伯格和德沃爾就率先研制出了世界上的第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人“Unimate”（見(jiàn)圖1.2）。這臺(tái)工業(yè)機(jī)器人實(shí)際上就是一個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的機(jī)械手，它能完成設(shè)定好的分揀工作，也正是自這臺(tái)機(jī)械手的誕生，機(jī)器人的歷史才正真開始（Chem，1968）。圖1.2Unimate及其開發(fā)團(tuán)隊(duì)但是，由于當(dāng)時(shí)的技術(shù)還不夠成熟，存在著很多問(wèn)題，并且第一臺(tái)機(jī)械手的造價(jià)十分昂貴。面對(duì)高額的造價(jià)，美國(guó)政府并不認(rèn)為機(jī)器人技術(shù)具備巨大的潛力，同時(shí)美國(guó)政府也擔(dān)心機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展會(huì)導(dǎo)致本土高達(dá)6.65%的失業(yè)率繼續(xù)攀升，導(dǎo)致美國(guó)就業(yè)情況進(jìn)一

中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）碩士學(xué)位論文51.2.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀我國(guó)對(duì)機(jī)器人技術(shù)的研究起步較晚，但是我國(guó)政府非常重視機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展。從“七五"到863計(jì)劃，我國(guó)一直在有計(jì)劃地發(fā)展機(jī)器人技術(shù)。經(jīng)過(guò)40多年艱苦漫長(zhǎng)的研究和推廣，我國(guó)在噴漆機(jī)械手、焊接機(jī)械手、搬運(yùn)機(jī)械手、裝配機(jī)器人和特種機(jī)器人等各種復(fù)雜度的機(jī)器人機(jī)種上，都具有了長(zhǎng)足的發(fā)展，基本掌握了機(jī)器人的設(shè)計(jì)制造技術(shù)。此外，我國(guó)對(duì)于機(jī)器人技術(shù)中，相當(dāng)關(guān)鍵的單元和生產(chǎn)線設(shè)計(jì)技術(shù)、機(jī)器人制造技術(shù)等十分重視，組建了一支具有一定技術(shù)水平的科技團(tuán)隊(duì)（蔡自興，2015；王天然，2017）。同時(shí)，我國(guó)還針對(duì)機(jī)器人的生產(chǎn)和應(yīng)用編制了一系列標(biāo)準(zhǔn)體系，這也表示我國(guó)的機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)與世界成功接軌（陳洋，2017）。但是，我國(guó)機(jī)器人技術(shù)上與世界先進(jìn)水平依舊存在很大的差距，僅相當(dāng)于國(guó)外90年代中期的水平。從技術(shù)上來(lái)說(shuō)，國(guó)內(nèi)一般針對(duì)特定的工業(yè)需求來(lái)研制與之相適應(yīng)的機(jī)械手，通常情況下價(jià)格較低、結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單、自由度不大、適用范圍狹窄（郭俊卿，2016）。由于機(jī)器人不僅能夠在極端或有毒有害環(huán)境中工作，還能夠持續(xù)不間斷地工作，近年來(lái)我國(guó)工業(yè)機(jī)器人相關(guān)技術(shù)發(fā)展迅速，機(jī)器人已經(jīng)成為工業(yè)制造業(yè)中不可或缺的一部分。目前，我國(guó)擁有世界公認(rèn)的全球最大工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人的銷量也呈現(xiàn)高速增長(zhǎng)趨勢(shì)（見(jiàn)圖1.3）。圖1.3我國(guó)工業(yè)機(jī)器人銷量及同比增速


本文編號(hào)：3310167