由于模塊化機(jī)械臂具有低成本、高靈活性等特點(diǎn),并且還可以對環(huán)境以及操作任務(wù)具有更大的實(shí)用性。因此,模塊化機(jī)械臂在近年來得到了廣泛的發(fā)展,其常常被用于深空探測、智能制造、高危任務(wù)以及醫(yī)療等行業(yè)。模塊化機(jī)械臂通常由電源、控制系統(tǒng)以及各種相關(guān)的傳感器模塊組成。這些子系統(tǒng)模塊是由具有相同接口的、標(biāo)準(zhǔn)化的機(jī)械模塊及電氣部件構(gòu)成在一起,可以依據(jù)不同任務(wù)的需要來進(jìn)行自由組合。按照模塊化思想的設(shè)計(jì),其不僅便于安裝及日常維護(hù),而且也極大提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性,使得其結(jié)構(gòu)更加緊湊。因此,深入研究模塊化機(jī)械臂具有深遠(yuǎn)的理論意義。本文主要研究內(nèi)容如下:1.選題意義的思考和選題背景的探究。從國內(nèi)和國外對模塊化機(jī)械臂的研究,分析了模塊化機(jī)械臂的現(xiàn)狀及發(fā)展,并且簡單的解釋了目前研究存在的問題以及分散控制、滑�？刂�、自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢,確定了本文的研究目標(biāo)。2.基于力矩傳感器的模塊化機(jī)械臂動力學(xué)建模。在以往對傳統(tǒng)機(jī)械臂動力學(xué)模型分析的基礎(chǔ)上,結(jié)合模塊化理念并考慮系統(tǒng)的不確定性,構(gòu)建了基于力矩傳感器的模塊化機(jī)械臂系統(tǒng)的動力學(xué)模型。根據(jù)模塊化機(jī)械臂的動力學(xué)模型,分別建立了系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達(dá)形式,以及機(jī)械臂系統(tǒng)發(fā)生執(zhí)行器故障時(shí),... 

【文章來源】：長春工業(yè)大學(xué)吉林省

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

模塊化機(jī)器人

第1章緒論2型就已經(jīng)被確定，也不會再有任何改變，這便給固定構(gòu)型的機(jī)械臂帶來了物理上永遠(yuǎn)無法逾越的限制。一旦因?yàn)榄h(huán)境改變，或者是不滿足所需任務(wù)要求時(shí)，其無法改變自身的結(jié)構(gòu)來適應(yīng)新的工作環(huán)境及任務(wù)，它便缺乏了適用性，導(dǎo)致后續(xù)工作無法進(jìn)行。在工業(yè)制造中，當(dāng)我們?yōu)榱送瓿扇蝿?wù)而給機(jī)械臂增添關(guān)節(jié)時(shí)，傳統(tǒng)構(gòu)型的機(jī)械臂便無法滿足這種需求，而且難以進(jìn)行操作，如若強(qiáng)制增添，便會降低機(jī)械臂的穩(wěn)定性，造成產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率的降低是在所難免的。圖1-1現(xiàn)代工業(yè)機(jī)械臂因此，對于傳統(tǒng)固定構(gòu)型的機(jī)械臂在工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的不便，會為企業(yè)帶來困擾。為了解決上述問題，研究人員根據(jù)模塊化的概念設(shè)計(jì)了一些模塊化機(jī)器人，如圖1-2所示。模塊化機(jī)器人由集成了電源、控制器、以及相關(guān)部件的傳感器，其標(biāo)準(zhǔn)化的機(jī)械機(jī)制以及電氣相關(guān)的設(shè)備，可以按照我們要完成任務(wù)的要求來重新配置，增添或減圖1-2模塊化機(jī)器人

第1章緒論4之后，由于模塊化機(jī)械臂系統(tǒng)所展現(xiàn)出的傳統(tǒng)機(jī)械臂所不具備的優(yōu)勢，針對模塊化機(jī)械臂的設(shè)計(jì)及研發(fā)就受到了各國的大力發(fā)展。東芝模塊化機(jī)器人系統(tǒng)[19]在模塊化機(jī)械臂這一研究領(lǐng)域具有非常大的象征性和代表性。東芝公司根據(jù)模塊化思想，并且參考許多科研人員的研究，開發(fā)設(shè)計(jì)了機(jī)械臂系統(tǒng)，控制器、關(guān)節(jié)以及連桿裝配在一起共同組建了模塊化機(jī)械臂，它可以依據(jù)用戶所需要的任務(wù)要求，對連桿和關(guān)節(jié)模塊進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，直到重新配置成為最適合完成任務(wù)的形態(tài)構(gòu)形。許多科研機(jī)構(gòu)及企業(yè)都使用德國Amtec公司獨(dú)立自主開發(fā)的模塊化機(jī)械臂應(yīng)用于裝配、生產(chǎn)領(lǐng)域[20,21]。雄克SCHUNK公司（德國）在AmtecRobotics公司現(xiàn)有的機(jī)械臂的研究成果的基礎(chǔ)上，繼續(xù)深入進(jìn)行科學(xué)研究，最終研發(fā)并設(shè)計(jì)推出了新型一代機(jī)械臂模塊單元。到目前為止，德國雄克SCHUNK公司已經(jīng)有了LWA系列的成形產(chǎn)品。LWA系列的機(jī)械模塊通過驅(qū)動、控制器、制動器、相關(guān)傳感器、減速器以及電機(jī)組成在一起的具有完整功能的模塊，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械結(jié)構(gòu)和圖1-3LWA4D模型圖1-4LWA4P模型電子器件的模塊化。在2007年，雄克公司開發(fā)出了LWA4D型模塊化機(jī)械臂，其知名度已經(jīng)被世界制造業(yè)所公認(rèn)并采用，外形如圖1-3所示。早在2010年時(shí)，德國雄克公司根據(jù)LWA4D型模塊化機(jī)械臂，并且在其基礎(chǔ)上又進(jìn)行了深入研究，設(shè)計(jì)研發(fā)了LWA4P型模塊化機(jī)械臂，設(shè)備如圖1-4所示。此外，德國宇航中心（DLR）為了能夠研發(fā)出可以像人類手臂一樣靈活的機(jī)械臂，便一直潛心投入在模塊化的設(shè)計(jì)及輕型系統(tǒng)的研制上，并且針對機(jī)械臂系統(tǒng)的控制技術(shù)也進(jìn)行了相關(guān)的研究，并在一定程度上進(jìn)行了分析驗(yàn)證[22,23]。近些年，諸多國外的專家學(xué)者展開了模塊化可重構(gòu)機(jī)器人的研究工作。Choi等[24]

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]受環(huán)境約束的可重構(gòu)機(jī)械臂系統(tǒng)魯棒分散容錯(cuò)控制方法研究[D]. 周帆.長春工業(yè)大學(xué) 2018

碩士論文
[1]基于局部信息量測的諧波傳動式模塊化機(jī)器人分散控制方法研究[D]. 王樹祥.長春工業(yè)大學(xué) 2019
[2]基于滑模的剛性機(jī)械臂有限時(shí)間軌跡跟蹤控制研究[D]. 李小倩.東北大學(xué) 2013



本文編號：3350463