本文關(guān)鍵詞：復(fù)雜環(huán)境側(cè)裝裝校機(jī)器人的設(shè)計(jì)與研究

  更多相關(guān)文章： 光學(xué)模塊 裝校機(jī)器人 運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 工作空間 有限元分析

【摘要】：在某工程建設(shè)中,有大量的潔凈精密光學(xué)模塊需要從側(cè)面裝入到主體裝置。這些模塊種類繁多,外形尺寸、結(jié)構(gòu)和重量也有很大差別,每類模塊都有其獨(dú)特的安裝位置,安裝空間復(fù)雜且狹小,安裝到位的過(guò)程中需要對(duì)模塊的姿態(tài)進(jìn)行調(diào)整而且有一定的精度要求,安裝作業(yè)任務(wù)頻繁而嚴(yán)峻。本文正是針對(duì)該安裝作業(yè)任務(wù)的需要,設(shè)計(jì)一臺(tái)滿足所有側(cè)裝光學(xué)模塊的安裝需求并具有一定精度和作業(yè)效率的八自由度串聯(lián)側(cè)裝裝校機(jī)器人。論文首先介紹國(guó)內(nèi)外冗余度機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀和運(yùn)動(dòng)學(xué)研究現(xiàn)狀,對(duì)裝校系統(tǒng)的作業(yè)環(huán)境、作業(yè)對(duì)象和作業(yè)流程進(jìn)行詳細(xì)的介紹和分析,在此基礎(chǔ)上提出裝校機(jī)器人的功能和技術(shù)指標(biāo)。結(jié)合裝校作業(yè)的實(shí)際情況,通過(guò)冗余度機(jī)器人的構(gòu)型比較確定裝校機(jī)器人的總體設(shè)計(jì)方案。隨后,簡(jiǎn)要介紹機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的數(shù)學(xué)理論,采用D-H參數(shù)法建立裝校機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,完成機(jī)器人的正向運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。針對(duì)八自由度串聯(lián)機(jī)器人逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的難點(diǎn),采用“關(guān)節(jié)變量虛化法”,重新構(gòu)建了一個(gè)“虛擬六自由度機(jī)器人”,采用解析法求出其逆解后,以“占用空間最小”為優(yōu)化原則,利用1stOpt軟件中的麥夸特算法得到八自由度裝校機(jī)器人的優(yōu)化逆解結(jié)果,并且通過(guò)實(shí)例驗(yàn)證逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)方法的可靠性。然后,利用Matlab中的Robotics Toolbox對(duì)正、逆運(yùn)動(dòng)學(xué)進(jìn)行仿真,直觀地確定正逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)分析方法的正確性和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。根據(jù)正向運(yùn)動(dòng)學(xué)結(jié)論,采用蒙特卡羅方法,借助Matlab軟件對(duì)裝校機(jī)器人的工作空間進(jìn)行仿真分析,表明機(jī)構(gòu)可以滿足實(shí)際的裝校作業(yè)需求。最后,應(yīng)用Ansys Workbench對(duì)裝校機(jī)器人的兩種工況進(jìn)行靜力學(xué)分析和模態(tài)分析,得到其最大變形值和應(yīng)力值,結(jié)果表明機(jī)構(gòu)變形量和強(qiáng)度滿足要求;確定機(jī)構(gòu)的固有頻率和模態(tài)振型,為避開(kāi)共振提供了依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：光學(xué)模塊 裝校機(jī)器人 運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 工作空間 有限元分析
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP242
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-18
• 1.1 課題背景、研究目的及意義8
• 1.1.1 課題背景8
• 1.1.2 研究目的和意義8
• 1.2 冗余度機(jī)器人的特點(diǎn)及發(fā)展概況8-13
• 1.2.1 冗余度機(jī)器人的特點(diǎn)9
• 1.2.2 冗余度機(jī)器人的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀9-13
• 1.3 冗余度機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3.1 逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)的代數(shù)解析法13-14
• 1.3.2 逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)的幾何解析法14-15
• 1.3.3 逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)的數(shù)值解法15-16
• 1.4 論文主要研究?jī)?nèi)容16-18
• 2 機(jī)構(gòu)總體設(shè)計(jì)18-30
• 2.1 裝校系統(tǒng)概述18-23
• 2.1.1 裝校作業(yè)環(huán)境19-20
• 2.1.2 裝校對(duì)象20-22
• 2.1.3 裝校流程與功能分析22-23
• 2.2 裝校機(jī)器人的總體設(shè)計(jì)23-29
• 2.2.1 裝校機(jī)器人的主要技術(shù)要求23
• 2.2.2 裝校機(jī)器人的構(gòu)型綜合23-26
• 2.2.3 裝校機(jī)器人的尺寸綜合26-27
• 2.2.4 裝校機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)27-29
• 2.3 本章小結(jié)29-30
• 3 裝校機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)分析30-52
• 3.1 建立機(jī)器人模型的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)30-33
• 3.1.1 三維空間位姿描述30-31
• 3.1.2 坐標(biāo)變換31-33
• 3.2 裝校機(jī)器人正向運(yùn)動(dòng)學(xué)分析33-39
• 3.2.1 機(jī)器人D-H模型的建立方法34-36
• 3.2.2 運(yùn)動(dòng)學(xué)正解36-39
• 3.3 裝校機(jī)器人逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)分析39-50
• 3.3.1 運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解的求解思路40-41
• 3.3.2 虛擬六自由度機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解41-46
• 3.3.3 裝校機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解46-48
• 3.3.4 運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解的實(shí)例驗(yàn)證48-50
• 3.4 本章小結(jié)50-52
• 4 基于Matlab的運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真與工作空間分析52-62
• 4.1 構(gòu)建裝校機(jī)器人模型52-54
• 4.2 運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真54-56
• 4.2.1 正運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真的實(shí)現(xiàn)54-55
• 4.2.2 逆運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真的實(shí)現(xiàn)55-56
• 4.3 工作空間分析56-60
• 4.3.1 工作空間的定義及求解方法56-57
• 4.3.2 裝校機(jī)器人的工作空間分析57-58
• 4.3.3 裝校機(jī)器人的蒙特卡洛工作空間58-60
• 4.4 本章小結(jié)60-62
• 5 裝校機(jī)器人靜力學(xué)分析與模態(tài)分析62-72
• 5.1 裝校機(jī)器人的靜力學(xué)分析62-67
• 5.1.1 有限元分析技術(shù)62-64
• 5.1.2 機(jī)構(gòu)靜力學(xué)分析64-67
• 5.2 裝校機(jī)器人的模態(tài)分析67-70
• 5.2.1 模態(tài)分析理論67-68
• 5.2.2 機(jī)構(gòu)模態(tài)分析68-70
• 5.3 本章小結(jié)70-72
• 6 總結(jié)與展望72-74
• 致謝74-76
• 參考文獻(xiàn)76-78

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中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 段齊駿;機(jī)器人工作空間配置的可靠性規(guī)劃[J];機(jī)械科學(xué)與技術(shù);2004年02期

2 鐘勇,朱建新;一種新的機(jī)器人工作空間求解方法[J];機(jī)床與液壓;2004年04期

3 張培艷,呂恬生,宋立博;排球機(jī)器人動(dòng)作規(guī)劃方法研究[J];機(jī)床與液壓;2004年06期

4 曹毅,王樹(shù)新,李群智;基于隨機(jī)概率的機(jī)器人工作空間及其面積求解[J];制造業(yè)自動(dòng)化;2005年02期

5 胡磊;劉文勇;王豫;欒勝;;骨科機(jī)器人空間設(shè)計(jì)方法研究[J];機(jī)器人;2006年04期

6 石磊;;松協(xié)調(diào)下雙臂機(jī)器人的協(xié)作工作空間計(jì)算[J];微計(jì)算機(jī)信息;2007年24期

7 許衛(wèi)斌;平雪良;應(yīng)再恩;杜永忠;李正洋;;6R型串聯(lián)機(jī)器人工作空間快速求解方法[J];機(jī)械設(shè)計(jì);2013年06期

8 王興海,周迢;機(jī)器人工作空間的數(shù)值計(jì)算[J];機(jī)器人;1988年01期

9 郭明,周國(guó)斌;多關(guān)節(jié)機(jī)器人工作空間的分析與評(píng)價(jià)方法[J];機(jī)器人;1988年04期

10 陳國(guó)欣,李誠(chéng)琚;計(jì)算機(jī)繪圖在機(jī)器人工作空間分析中的應(yīng)用[J];機(jī)器人;1988年05期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

1 范守文;徐禮鉅;;機(jī)器人工作空間分析的解析法[A];第十四屆全國(guó)機(jī)構(gòu)學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)暨第二屆海峽兩岸機(jī)構(gòu)學(xué)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2004年

2 殷子強(qiáng);張廣軍;袁新;趙慧慧;吳林;;人機(jī)交互式機(jī)器人弧焊再制造系統(tǒng)設(shè)計(jì)[A];第十六次全國(guó)焊接學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2011年

3 范波濤;閆成新;;噴漿機(jī)器人靈巧度分析[A];面向21世紀(jì)的科技進(jìn)步與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展（下冊(cè)）[C];1999年

4 海丹;劉玉鵬;鄭志強(qiáng);;四輪全向機(jī)器人的設(shè)計(jì)與控制方法[A];2005中國(guó)機(jī)器人大賽論文集[C];2005年

5 高理富;宋寧;;Puma控制器改造中的控制算法探究[A];2003年中國(guó)智能自動(dòng)化會(huì)議論文集（上冊(cè)）[C];2003年

6 徐曉;翟敬梅;謝存禧;;機(jī)器人柔性裝配單元的設(shè)計(jì)[A];第十屆粵港機(jī)電工程技術(shù)與應(yīng)用研討會(huì)暨梁天培教授紀(jì)念會(huì)文集[C];2008年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 蔣峻;具有力感知的腹腔鏡微創(chuàng)手術(shù)從動(dòng)機(jī)器人的研究[D];上海交通大學(xué);2014年

2 管小清;冗余度涂膠機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)研究[D];北京理工大學(xué);2015年

3 杜海艷;MRI環(huán)境下乳腺介入機(jī)器人穿刺路徑規(guī)劃研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2015年

4 李騰飛;籠養(yǎng)蛋雞健康行為監(jiān)測(cè)機(jī)器人系統(tǒng)研究[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

5 李睿;機(jī)器人柔性制造系統(tǒng)的在線測(cè)量與控制補(bǔ)償技術(shù)[D];天津大學(xué);2014年

6 趙燕鵬;長(zhǎng)骨骨折精準(zhǔn)手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)研究[D];中國(guó)人民解放軍醫(yī)學(xué)院;2016年

7 黃彪;枇杷剪枝機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];華南理工大學(xué);2016年

8 陳健;面向動(dòng)態(tài)性能的工業(yè)機(jī)器人控制技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

9 杜亮;六自由度工業(yè)機(jī)器人定位誤差參數(shù)辨識(shí)及補(bǔ)償方法的研究[D];華南理工大學(xué);2016年

10 韓金華;護(hù)士助手機(jī)器人總體方案及其關(guān)鍵技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2009年

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1 鄭為湊;輕工包裝機(jī)器人專用運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究[D];江南大學(xué);2015年

2 齊龍;基于視覺(jué)的6自由度機(jī)器人焊接控制研究[D];燕山大學(xué);2015年

3 彭真;典型工況下四自由度高速重載機(jī)器人起動(dòng)特性的研究[D];燕山大學(xué);2015年

4 趙登步;基于機(jī)器視覺(jué)的SCARA機(jī)器人快速定位控制系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)[D];江南大學(xué);2015年

5 邱煥能;機(jī)器人操作臂控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)研究[D];華南理工大學(xué);2015年

6 王權(quán);基于大臂并聯(lián)的四自由度機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與研究[D];鄭州輕工業(yè)學(xué)院;2015年

7 翟美新;基于李群李代數(shù)的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)特性分析與研究[D];南京理工大學(xué);2015年

8 BUI HUU TOAN;智能服務(wù)機(jī)器人控制系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[D];南京理工大學(xué);2015年

9 高君濤;工業(yè)碼垛機(jī)器人的軌跡優(yōu)化及結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)[D];西安建筑科技大學(xué);2015年

10 姜柏森;一種變幾何桁架機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)建模及軌跡規(guī)劃算法[D];上海交通大學(xué);2015年

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本文編號(hào)：592245