| 【中文题名】 | 新型六自由度并联机器人运动学仿真 |
| 【英文题名】 | The Simulation of a Novel Parallel Robot with Six Degrees of Freedom |
| 【学科专业】 | 机械电子 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-8-1 |
| 【中关键词】 | 并联机器人,运动学,模糊遗传算法,计算机仿真,误差补偿, |
| 【英关键词】 | Parallel Robot,Kinematics,Fuzzy Genetic Algorithm,Computer simulation,Erroneous compensation, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>机器人技术>机器人> |
| 【论文摘要】 |
并联机器人具有结构简单、刚度好、定位精度高、动态响应快等优良特性，特别适用于高精度、大载荷且工作空间较小的场合，其应用日益广泛，应用领域不断扩展，对其进行全面而系统的研究并推向实际应用，具有重要的理论意义和实用价值。自90年代并联机床问世以来，并联机构己经成为一个十分热门的研究方向，成为当今机构研究热点。并联机构运动是一种空间运动，其运动学计算复杂而且工作空间很难想象，因此，有必要建立适当模型并进行仿真，使机构的运动可视化。本文对一种新型结构的平面连杆式六自由度并联机器人进行了研究，在对其运动学分析以及工作空间分析的基础上，进行运动学仿真并对该机器人进行了精度分析和误差补偿。
本文首先在运动学分析的基础上，对平面五杆机构以及新型结构的平面连杆式六自由度并联机器人进行了研究，在给定目标轨迹的前提下，通过运动学逆解得到控制电机的控制方程，并利用运动学正解得到该控制方程控制下的终端位置轨迹，用该轨迹与目标轨迹进行比较，用来验证制电机的控制方程的正确性。
然后，利用Solidworks软件搭建平面五杆机构以及新型结构的平面连杆式六自由度并联机器人仿真模型，并基于开放性、模块化的设计思想，利用... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
3-4 |
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ABSTRACT |
4-7 |
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1 绪论 |
7-15 |
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1.1 机器人发展概述 |
7 |
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1.2 并联机器人的产生和特点 |
7-9 |
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1.3 并联机器人设计理论 |
9-11 |
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1.3.1 概念设计 |
9 |
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1.3.2 工作空间问题 |
9 |
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1.3.3 动力学问题 |
9-10 |
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1.3.4 精度设计与运动学标定 |
10-11 |
|
1.3.5 机构创新设计 |
11 |
|
1.4 计算机仿真 |
11-14 |
|
1.4.1 概述 |
11-12 |
|
1.4.2 可视化仿真技术及研究现状 |
12-14 |
|
1.5 本论文主要研究内容 |
14-15 |
|
2 混合驱动五杆机构运动学仿真 |
15-29 |
|
2.1 混合驱动五杆机构的尺度分析 |
16 |
|
2.2 混合驱动平面五杆机构正运动学分析 |
16-19 |
|
2.2.1 位移分析 |
16-18 |
|
2.2.2 正运动学速度分析 |
18 |
|
2.2.3 正运动学加速度分析 |
18-19 |
|
2.3 混合驱动平面五杆机构逆运动学分析 |
19-22 |
|
2.3.1 终端实际输出轨迹的位置分析 |
20 |
|
2.3.2 终端实际输出轨迹的速度分析 |
20-21 |
|
2.3.3 终端实际输出轨迹的加速度分析 |
21-22 |
|
2.4 混合驱动平面五杆机构运动学仿真 |
22-28 |
|
2.4.1 混合驱动平面五杆机构运动学仿真原理 |
22-23 |
|
2.4.2 混合驱动平面五杆机构运动学仿真流程图 |
23 |
|
2.4.3 曲线拟合 |
23-24 |
|
2.4.4 混合驱动平面五杆机构运动学仿真结果 |
24-28 |
|
2.5 本章小结 |
28-29 |
|
3 新型六自由度并联机器人运动学仿真 |
29-43 |
|
3.1 并联机器人模型 |
29-30 |
|
3.2 正运动学求解 |
30-36 |
|
3.2.1 运动学正解数学模型 |
30-33 |
|
3.2.2 基于遗传算法(GA)的运动学正解求解 |
33-36 |
|
3.3 基于遗传算法的并联机器人运动学逆解 |
36 |
|
3.4 并联机器人的工作空间 |
36-37 |
|
3.5 并联机器人的运动仿真 |
37-42 |
|
3.5.1 并联机器人运动仿真流程图 |
37 |
|
3.5.2 并联机器人运动仿真运动学仿真结果 |
37-42 |
|
3.6 本章小结 |
42-43 |
|
4 Solidworks仿真平台的建立 |
43-59 |
|
4.1 Solidworks建模仿真 |
43-44 |
|
4.1.1 关于Cosmosmotion |
43-44 |
|
4.2 平面五杆机构运动仿真 |
44-49 |
|
4.2.1 平面五杆机构运动仿真模型 |
44-47 |
|
4.2.2 平面五杆机构运动仿真 |
47-49 |
|
4.3 六自由度并联机器人运动仿真 |
49-53 |
|
4.3.1 建立运动仿真模型 |
49-52 |
|
4.3.2 运动仿真 |
52-53 |
|
4.4 仿真平台的建立 |
53-58 |
|
4.4.1 关于Solidworks的二次开发 |
53-54 |
|
4.4.2 创建SolidWorks插件 |
54-58 |
|
4.5 本章小结 |
58-59 |
|
5 新型六自由度并联机器人误差补偿 |
59-74 |
|
5.1 机器人的误差模型 |
59-60 |
|
5.2 基于模糊遗传算法的并联机器人精度综合 |
60-67 |
|
5.2.1 精度综合数学模型 |
61-62 |
|
5.2.2 基于模糊遗传算法的并联机器人精度综合 |
62-64 |
|
5.2.3 基于模糊遗传算法的并联机器人精度综合计算机仿真结果 |
64-67 |
|
5.3 新型六自由度并联机器人误差补偿 |
67-73 |
|
5.3.1 工作空间补偿法 |
67 |
|
5.3.2 直接误差补偿 |
67-68 |
|
5.3.3 误差源分析计算 |
68-69 |
|
5.3.4 误差补偿计算机仿真 |
69-73 |
|
5.4 本章小结 |
73-74 |
|
6 结论 |
74-75 |
|
6.1 结论 |
74 |
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6.2 需要进一步完善的工作 |
74-75 |
|
致谢 |
75-76 |
|
参考文献 |
76-80 |
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附录 攻读硕士学位期间发表的论文 |
80 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.384290 |
