| 【中文题名】 | 非完整多关节机械手动力学特性的研究 |
| 【英文题名】 | Research on Dynamics Characteristic of Nonholonomic Multi-joint Manipulator |
| 【学科专业】 | 机械电子工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-9-10 |
| 【中关键词】 | 非完整,机械手臂,链式系统,动力学,四关节, |
| 【英关键词】 | nonholonomic,manipulator,chained form system,dynamics,four-joint, |
| 【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>机械手> |
| 【论文摘要】 |
非完整约束主要存在于含有滚动接触的系统(如多指机器人手和轮式移动机器人)以及角动量守恒的系统(如带有机器人的卫星运动和半空中的跳水员或体操运动员)。当前在非完整领域的研究主要集中在非完整力学和非完整系统的运动规划上，并且都是针对已有的非完整系统。而对于非完整机械手系统的研究也局限在其运动学和运动规划上，而要实现此类机械手控制的稳定性和精确性，则必须研究其动力学特性。
本文基于已有的非完整理论及非线性控制方法，将摩擦圆盘运动分解机构应用到多关节机械手臂上，在已有的模型上，对这种可控的四关节非完整机械手臂结构做了进一步改进和分析计算。分析了机械手设计中出现的问题，并提出了相应的解决方案。
根据四关节机械手的运动传递关系建立了其运动学模型，进一步，本文对此机械手进行了链式变换，这并不仅是因为一般的非完整系统可以转化为链式系统，更重要的是链式系统的控制是比较容易和成熟的。
完成链式变换后，本文研究了基于链式系统的运动规划方法，利用时间多项式输入控制的方法实现了对该多关节机械手臂的运动规划仿真。结果表明了通过链式变换可以有效地得到非完整机械手臂的轨迹规划和控制输入。
最后，本学... |
| 【论文题纲】 |
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中文摘要 |
3-4 |
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Abstract |
4-7 |
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第一章 绪论 |
7-12 |
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§1-1 非完整系统的研究现状 |
7-9 |
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§1-2 本文的主要研究内容 |
9-10 |
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§1-3 本课题研究的目的和意义 |
10-12 |
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第二章 四关节非完整机械手的设计 |
12-26 |
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§2-1 四关节机械手结构设计方案 |
12-17 |
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§2-1-1 机械手的核心摩擦传动机构 |
12-14 |
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§2-1-2 现有机械手结构模型的改进设计 |
14-17 |
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§2-2 设计计算和传感器选型 |
17-21 |
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§2-2-1 圆盘和转盘滚动接触的分析计算 |
17-19 |
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§2-2-2 位置传感器的参数选型 |
19-21 |
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§2-3 机械手设计注意的问题 |
21-25 |
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§2-4 小结 |
25-26 |
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第三章 四关节非完整机械手运动学模型与仿真分析 |
26-38 |
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§3-1 四关节非完整机械手运动传递关系 |
26-27 |
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§3-2 四关节非完整机械手运动学方程 |
27-28 |
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§3-3 四关节非完整机械手模型的链式变换 |
28-32 |
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§3-4 机械手运动规划与仿真分析 |
32-37 |
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§3-4-1 非完整机械手的运动规划 |
32-34 |
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§3-4-2 运动仿真分析 |
34-37 |
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§3-5 小结 |
37-38 |
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第四章 四关节非完整机械手动力学模型与仿真分析 |
38-54 |
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§4-1 非完整系统动力学 |
38-40 |
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§4-1-1 D’Alembert-Lagrange原理 |
38-39 |
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§4-1-2 非完整系统的查浦雷金(Чаплыгин)方程 |
39-40 |
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§4-2 四关节非完整机械手动力学建模 |
40-49 |
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§4-2-1 机械手能量计算 |
40-43 |
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§4-2-2 动力学模型建立与分析 |
43-49 |
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§4-3 基于MATLAB/Simulink的动力学仿真与分析 |
49-53 |
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§4-3-1 MATLAB/Simulink软件介绍 |
49-51 |
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§4-3-2 动力学仿真与分析 |
51-53 |
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§4-4 小结 |
53-54 |
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第五章 总结与展望 |
54-57 |
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§5-1 研究的主要结论 |
54 |
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§5-2 展望 |
54-57 |
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参考文献 |
57-60 |
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致谢 |
60-61 |
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附录 |
61-62 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.385490 |
