二自由度平动并联机械手运动控制系统研究

发布时间：2017-12-01 19:39

  本文关键词：二自由度平动并联机械手运动控制系统研究

  更多相关文章： 并联机械手 运动学求解 D-H参数法 轨迹规划 相位控制

【摘要】：与串联机器人相比,并联机器人(本文指代并联机械手)具有运动惯量低、负载能力强、刚度大、动态性能好等优点,目前高速、轻型并联机械手目前已广泛应用于电子、食品、包装等轻工业领域。因此,自主研发满足企业承载重、缓取缓放、运动精度高、低成本等特定需求的机械手,同时促进产学研之间的结合,加快其工业化进程具有十分重要的实际意义。论文主要从以下几个方面展开:针对简化后的机械机构,利用D-H法,快速确定各连杆坐标系及连杆参数,经过坐标系变换,根据相等矩阵对应元素分别相等建立求解方程组,得到机械手运动学逆解;利用几何法简单快速建立运动学方程组,求得机械手运动学正解,并通过MATLAB编程验证求得位置模型的正确性。依据机械手在工作空间内的需求,分别运用五次多项式规划算法及带有抛物线的线性插值法对其轨迹进行规划;经过编程验证得多项式规划算法在运动过程中各点速度、加速度平滑、连续,末端产生振动小;最终通过Pro/e 5.0运动学速度仿真验证多项式轨迹规划算法得合理性,同时再次验证前期建立的运动学模型的正确性。运用“机器控制器(PLC)+触摸屏(HMI)”控制模式设计、开发机械手运动控制系统。设计控制系统整体系统框架、硬件总体架构,并分别对PLC、伺服单元、检测反馈单元进行选配和设置;给出软件主程序流程图,采用PLC的相位控制,线性多段插值功能保证机械手两驱动电机之间能搞进行高效精确协调运动,并给出联动运动核心算法流程图。最后在搭建的运动平台基础上,采集机械手在一次轨迹运动过程中两电机的运动参数,并与标准理论数据进行对比,排除系统存在的误差、干扰等因素,末端点运动曲线整体走势与理论曲线一致,验证运动系统搭建的正确性;同时指出系统后续改进的方向和方法,以提高运动系统的合理性及研发高效性。
【学位授予单位】：中国计量大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP241

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本文编号：1242242