機器人機構(gòu)自動分析與綜合理論是機器人機構(gòu)學(xué)中最具原創(chuàng)性和挑戰(zhàn)性的關(guān)鍵問題。鑒于現(xiàn)有機構(gòu)分析與綜合理論無法適用于彎曲平移機構(gòu)的現(xiàn)狀,本文從分析與綜合理論、自動生成算法以及應(yīng)用等方面對彎曲平移機構(gòu)展開系統(tǒng)研究,主要研究內(nèi)容和成果如下。（1）彎曲平移特征描述與分析方法方面的研究。首先,借鑒高斯非歐幾何的內(nèi)蘊思想和基本概念,建立了可清晰表達彎曲平移特征的描述模型。其次,制定了運動特征的求并和求交運算規(guī)則,并給予了相關(guān)的數(shù)學(xué)證明,提出了2條旋轉(zhuǎn)軸存在性判定準則。最后,提出了機器人機構(gòu)運動特征分析方法,并通過實例證明了該方法的有效性。（2）運動特征自動分析算法方面的研究。首先,歸納總結(jié)了機器人拓撲結(jié)構(gòu)和運動特征的組成要素,建立了相應(yīng)的數(shù)字模型。其次,制定了運動特征的數(shù)字化求并運算規(guī)則,提出了基于遞歸思想的串聯(lián)機構(gòu)運動特征自動分析算法,并進行了實例分析和驗證。最后,基于分類排序和先初選后檢驗的思想,提出了并聯(lián)機構(gòu)運動特征自動分析方法,并進行了實例分析和驗證。（3）構(gòu)型自動綜合算法方面的研究。首先,利用笛卡爾積提出了拓撲結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)處理方法,該方法不僅可以有效統(tǒng)計支鏈數(shù)目而且可將數(shù)據(jù)按重要程度依次存放。其... 

【文章來源】：南昌大學(xué)江西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：135 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

ABB公司開發(fā)的Delta機器人

第1章緒論8(a)R||R||R機構(gòu)(b)R(⊥P)||R機構(gòu)(c)P⊥P⊥R機構(gòu)圖1.2末端構(gòu)件具有平直平移特征的部分2T1R串聯(lián)機構(gòu)(a)R||P||R機構(gòu)(b)P∠R||R機構(gòu)(c)R(∠P)|R機構(gòu)圖1.3末端構(gòu)件具有彎曲平移特征的部分2T1R串聯(lián)機構(gòu)綜上所述，現(xiàn)有運動特征描述模型不夠完善，缺少表征彎曲平移運動及其整體形貌的指標(biāo)，從而導(dǎo)致機構(gòu)類型表達不全面，無法得到完備結(jié)果。目前人們對平直移動特征已有了較為深入和系統(tǒng)的研究，但對彎曲平移運動特征的研究不夠成熟，大量基礎(chǔ)問題均有待解決。例如：彎曲平移運動的形成機理是什么？彎曲平移空間的整體形態(tài)有哪些？其類型是否存在上限？彎曲運動特征描述模型如何建立？彎曲運動特征集之間的運算規(guī)則如何制定？(2)綜合流程不合理由第1.2.2節(jié)的研究現(xiàn)狀不難發(fā)現(xiàn)，大部分綜合方法是將分析過程逆轉(zhuǎn)作為型綜合的過程，未能針對設(shè)計目標(biāo)自上而下地進行機構(gòu)型綜合，因此難以得到完備結(jié)果[83]。根據(jù)工程應(yīng)用需求確定設(shè)計目標(biāo)，制定自上而下且便于計算機自動處理的綜合流程，是機器人構(gòu)型綜合理論方法急需研究解決的重要問題之一。(3)運動特征分析方法過于抽象現(xiàn)有運動特征分析方法過于依賴現(xiàn)代代數(shù)工具（如螺旋理論、群論、微分流形等），這些代數(shù)方法不僅較為抽象，而且難以反映運動特征的整體形貌。因此，擺脫現(xiàn)有方法的思維定勢，突破現(xiàn)有理論方法的技術(shù)瓶頸，提出簡單直觀的幾何化分析方法，是機器人拓撲結(jié)構(gòu)學(xué)的重要研究方向之一。

第1章緒論8(a)R||R||R機構(gòu)(b)R(⊥P)||R機構(gòu)(c)P⊥P⊥R機構(gòu)圖1.2末端構(gòu)件具有平直平移特征的部分2T1R串聯(lián)機構(gòu)(a)R||P||R機構(gòu)(b)P∠R||R機構(gòu)(c)R(∠P)|R機構(gòu)圖1.3末端構(gòu)件具有彎曲平移特征的部分2T1R串聯(lián)機構(gòu)綜上所述，現(xiàn)有運動特征描述模型不夠完善，缺少表征彎曲平移運動及其整體形貌的指標(biāo)，從而導(dǎo)致機構(gòu)類型表達不全面，無法得到完備結(jié)果。目前人們對平直移動特征已有了較為深入和系統(tǒng)的研究，但對彎曲平移運動特征的研究不夠成熟，大量基礎(chǔ)問題均有待解決。例如：彎曲平移運動的形成機理是什么？彎曲平移空間的整體形態(tài)有哪些？其類型是否存在上限？彎曲運動特征描述模型如何建立？彎曲運動特征集之間的運算規(guī)則如何制定？(2)綜合流程不合理由第1.2.2節(jié)的研究現(xiàn)狀不難發(fā)現(xiàn)，大部分綜合方法是將分析過程逆轉(zhuǎn)作為型綜合的過程，未能針對設(shè)計目標(biāo)自上而下地進行機構(gòu)型綜合，因此難以得到完備結(jié)果[83]。根據(jù)工程應(yīng)用需求確定設(shè)計目標(biāo)，制定自上而下且便于計算機自動處理的綜合流程，是機器人構(gòu)型綜合理論方法急需研究解決的重要問題之一。(3)運動特征分析方法過于抽象現(xiàn)有運動特征分析方法過于依賴現(xiàn)代代數(shù)工具（如螺旋理論、群論、微分流形等），這些代數(shù)方法不僅較為抽象，而且難以反映運動特征的整體形貌。因此，擺脫現(xiàn)有方法的思維定勢，突破現(xiàn)有理論方法的技術(shù)瓶頸，提出簡單直觀的幾何化分析方法，是機器人拓撲結(jié)構(gòu)學(xué)的重要研究方向之一。

【參考文獻】：
期刊論文
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[2]機器人末端運動特征幾何化描述與分析方法[J]. 葉梅燕,石志新,羅玉峰.  農(nóng)業(yè)機械學(xué)報. 2019(03)
[3]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的并聯(lián)機構(gòu)方位特征集自動分析算法[J]. 王罡,毛志偉,羅玉峰,石志新.  機械傳動. 2018(07)
[4]機器人機構(gòu)方位特征集自動生成算法[J]. 葉梅燕,石志新,羅玉峰,楊廷力.  農(nóng)業(yè)機械學(xué)報. 2018(01)
[5]基于方位特征方程的3T-1R并聯(lián)機構(gòu)的拓撲結(jié)構(gòu)綜合[J]. 楊廷力,劉安心,沈惠平,杭魯濱.  機械工程學(xué)報. 2017(21)
[6]SCARA并聯(lián)機構(gòu)拓撲分析與其低耦合度機型設(shè)計[J]. 李菊,曾氫菲,沈惠平,楊廷力.  農(nóng)業(yè)機械學(xué)報. 2017(11)
[7]四自由度兩模式并聯(lián)機構(gòu)結(jié)構(gòu)綜合與位置分析[J]. 石志新,葉梅燕,羅玉峰,楊廷力.  農(nóng)業(yè)機械學(xué)報. 2017(04)
[8]2RRUR-2RSS并聯(lián)機構(gòu)結(jié)構(gòu)特性與運動學(xué)分析[J]. 朱小蓉,宋月月,孫晨,沈惠平,楊廷力.  農(nóng)業(yè)機械學(xué)報. 2016(12)
[9]中國機器人的發(fā)展戰(zhàn)略思考[J]. 高峰,郭為忠.  機械工程學(xué)報. 2016(07)
[10]當(dāng)前中國機構(gòu)學(xué)面臨的機遇[J]. 劉辛軍,謝福貴,汪勁松.  機械工程學(xué)報. 2015(13)

博士論文
[1]空間多環(huán)耦合機構(gòu)數(shù)字化構(gòu)型綜合理論[D]. 曹文熬.燕山大學(xué) 2014



本文編號：3284441