2RPS-PSP并联机器人动力学分析及多目标结构优化
发布时间：2021-01-07 01:08
随着“中国制造2025”规划的不断推进,机器人产业对并联机器人的需求不断向高速度、高精度、智能化等方向发展,少自由度并联机器人以结构紧凑、经济便宜、控制相对简单而得到广泛应用。本文以3自由度2RPS-PSP并联机器人为研究对象,建立了机器人动力学模型和刚柔耦合模型,对其运动性能、结构参数进行了分析和多目标优化,并对其动平台位姿的跟踪控制进行了仿真分析。本文主要研究内容:建立2RPS-PSP并联机器人动力学模型。针对并联机构动力学模型复杂性以及其正向动力学模型较难建立等问题,基于Udwadia-Kalaba理论和Lagrange方法建立了2RPS-PSP并联机器人的动力学模型。利用机械系统动力学仿真软件Adams和数值计算软件MATLAB对其动力学模型进行仿真分析和数值计算来验证模型。对2RPS-PSP并联机器人进行刚柔耦合动力学仿真分析。基于有限元理论,采用实际工程应用的前处理网格划分软件HyperMesh对机器人三条支链进行精细化网格划分,再运用命令流的方式在ANSYS软件中生成了模态中性文件。通过在ANSYS和Adams/Flex求解模态中性文件的模态频率,校核了该文件数据传递的准...
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
世界上第一台并联机器人
2学者先后开展了少自由度并联机器人研究。1981年，Cox[6]提出了一种3自由度球面并联机器人。1983年，澳大利亚著名机构学教授Hunt[7]提出了多种少自由度并联机构，其中包括平面并联机构，空间三自由度3-RPS并联机构以及非对称4、5自由度并联机构等[8~11]。1985年Clavel[12]博士发明了最早的Delta机械手，如图1.3所示，瑞士的Demaurex[13]公司于1987年购买了该机构的专利使用权，先后研制出了Pack-Olace、Line-Placer、Top-Place、和Presto等产品，在1992年出售其第一台应用于包装领域的并联机器人（Deltarobot）给罗兰公司（Roland），该机器人在多条食品、药品生产线上得以应用[14]。图1.1世界上第一台并联机器人图1.2世界上第一台飞行模拟器图1.3世界上最早的Delta机械手图1.4ABB的IRB360系列机器人如今，少自由度并联机器人已有较多产品，相比于早期的少自由度并联机器人其结构更为紧凑、动态性能更好、负载能力更强。瑞士ABB公司的IRB360系列并联机器人，如图1.4所示，该机器人的原型为Delta机器人，最大负载可达8Kg，最大横向活动范围为1600mm，并且结构紧凑，占地面积小，应用于精度要求高、负载大、安装空间有限的工作场合[15]；日本FANUC的M-1/2/3系列3自由度并联机器人，如图1.5所示，其最大负载可达12Kg，最大可达直径为1350mm，重复精度±0.03mm，广泛的应用于装配、喷涂、机床上下料、物流搬运等场合[16]。国内直到20世纪80年代末特别是90年代以来，并联机器人开始被我国学
2学者先后开展了少自由度并联机器人研究。1981年，Cox[6]提出了一种3自由度球面并联机器人。1983年，澳大利亚著名机构学教授Hunt[7]提出了多种少自由度并联机构，其中包括平面并联机构，空间三自由度3-RPS并联机构以及非对称4、5自由度并联机构等[8~11]。1985年Clavel[12]博士发明了最早的Delta机械手，如图1.3所示，瑞士的Demaurex[13]公司于1987年购买了该机构的专利使用权，先后研制出了Pack-Olace、Line-Placer、Top-Place、和Presto等产品，在1992年出售其第一台应用于包装领域的并联机器人（Deltarobot）给罗兰公司（Roland），该机器人在多条食品、药品生产线上得以应用[14]。图1.1世界上第一台并联机器人图1.2世界上第一台飞行模拟器图1.3世界上最早的Delta机械手图1.4ABB的IRB360系列机器人如今，少自由度并联机器人已有较多产品，相比于早期的少自由度并联机器人其结构更为紧凑、动态性能更好、负载能力更强。瑞士ABB公司的IRB360系列并联机器人，如图1.4所示，该机器人的原型为Delta机器人，最大负载可达8Kg，最大横向活动范围为1600mm，并且结构紧凑，占地面积小，应用于精度要求高、负载大、安装空间有限的工作场合[15]；日本FANUC的M-1/2/3系列3自由度并联机器人，如图1.5所示，其最大负载可达12Kg，最大可达直径为1350mm，重复精度±0.03mm，广泛的应用于装配、喷涂、机床上下料、物流搬运等场合[16]。国内直到20世纪80年代末特别是90年代以来，并联机器人开始被我国学
本文编号：2961595
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
世界上第一台并联机器人
2学者先后开展了少自由度并联机器人研究。1981年，Cox[6]提出了一种3自由度球面并联机器人。1983年，澳大利亚著名机构学教授Hunt[7]提出了多种少自由度并联机构，其中包括平面并联机构，空间三自由度3-RPS并联机构以及非对称4、5自由度并联机构等[8~11]。1985年Clavel[12]博士发明了最早的Delta机械手，如图1.3所示，瑞士的Demaurex[13]公司于1987年购买了该机构的专利使用权，先后研制出了Pack-Olace、Line-Placer、Top-Place、和Presto等产品，在1992年出售其第一台应用于包装领域的并联机器人（Deltarobot）给罗兰公司（Roland），该机器人在多条食品、药品生产线上得以应用[14]。图1.1世界上第一台并联机器人图1.2世界上第一台飞行模拟器图1.3世界上最早的Delta机械手图1.4ABB的IRB360系列机器人如今，少自由度并联机器人已有较多产品，相比于早期的少自由度并联机器人其结构更为紧凑、动态性能更好、负载能力更强。瑞士ABB公司的IRB360系列并联机器人，如图1.4所示，该机器人的原型为Delta机器人，最大负载可达8Kg，最大横向活动范围为1600mm，并且结构紧凑，占地面积小，应用于精度要求高、负载大、安装空间有限的工作场合[15]；日本FANUC的M-1/2/3系列3自由度并联机器人，如图1.5所示，其最大负载可达12Kg，最大可达直径为1350mm，重复精度±0.03mm，广泛的应用于装配、喷涂、机床上下料、物流搬运等场合[16]。国内直到20世纪80年代末特别是90年代以来，并联机器人开始被我国学
2学者先后开展了少自由度并联机器人研究。1981年，Cox[6]提出了一种3自由度球面并联机器人。1983年，澳大利亚著名机构学教授Hunt[7]提出了多种少自由度并联机构，其中包括平面并联机构，空间三自由度3-RPS并联机构以及非对称4、5自由度并联机构等[8~11]。1985年Clavel[12]博士发明了最早的Delta机械手，如图1.3所示，瑞士的Demaurex[13]公司于1987年购买了该机构的专利使用权，先后研制出了Pack-Olace、Line-Placer、Top-Place、和Presto等产品，在1992年出售其第一台应用于包装领域的并联机器人（Deltarobot）给罗兰公司（Roland），该机器人在多条食品、药品生产线上得以应用[14]。图1.1世界上第一台并联机器人图1.2世界上第一台飞行模拟器图1.3世界上最早的Delta机械手图1.4ABB的IRB360系列机器人如今，少自由度并联机器人已有较多产品，相比于早期的少自由度并联机器人其结构更为紧凑、动态性能更好、负载能力更强。瑞士ABB公司的IRB360系列并联机器人，如图1.4所示，该机器人的原型为Delta机器人，最大负载可达8Kg，最大横向活动范围为1600mm，并且结构紧凑，占地面积小，应用于精度要求高、负载大、安装空间有限的工作场合[15]；日本FANUC的M-1/2/3系列3自由度并联机器人，如图1.5所示，其最大负载可达12Kg，最大可达直径为1350mm，重复精度±0.03mm，广泛的应用于装配、喷涂、机床上下料、物流搬运等场合[16]。国内直到20世纪80年代末特别是90年代以来，并联机器人开始被我国学
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