喷涂机器人运动学建模及仿真

发布时间：2017-04-16 02:05

  本文关键词：喷涂机器人运动学建模及仿真，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在工业生产中尤其是喷涂产业,6R串联机器人应用非常广泛。非球型手腕机器人在喷涂作业中,可有效提高承载能力,手腕灵活度高,工作空间大,满足喷涂机器人常用的轨迹要求,成为近几年研究的热点。同时国内的机器人产品缺乏自主研发的仿真系统。本文研究的SV型手腕喷涂机器人,在近几年国外的机器人产品中出现。它的主要构型特点有两方面,一方面,它的末端三轴相互异面垂直,是一种正交非球型手腕。这种手腕也被不同公司命名为BBR型、Lemma型手腕等。另一方面,它有相邻的三个关节轴平行,运动学存在数值解析解,实际应用中有求解精度高,位置控制精确的优点。由于腕部的构型特点,以及各关节轴的交点不在同一平面内,因此运动学算法求解相对复杂。国内的文献中,还没有文献给出该构型机器人的解析解。本文对于这种SV型手腕6R喷涂机器人,主要进行了三个方面的研究。(1)运用分离变量及矩阵求逆的方法,求出精确数值解析解。对于一个末端矩阵,可求得16组逆解。(2)在Matlab中通过计算及仿真,对逆解的所有求解方案进行了筛选及验证。(3)基于Qt平台,结合QML关键技术及CS设计模式,设计了一套喷涂机器人的编程仿真系统。经验证,运动学求解结果精确。可应用于后续的动力学、轨迹规划和离线编程仿真的研究。开发的仿真系统,实现了控制机器人各个关节轴的运动和机器人末端的轨迹规划。可实现对机器人模型的仿真、算法验证、轨迹控制的功能。也可进一步完善,与相关机器人产品配合使用,实现机器人示教功能,具有实际应用和后续开发价值。
【关键词】：SV型手腕 喷涂机器人 运动学算法 Qt仿真
【学位授予单位】：北方工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP242
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 绪论8-18
• 1.1 课题来源8
• 1.2 课题的研究背景与目的8-10
• 1.3 国内外研究现状综述10-16
• 1.3.1 国外研究现状10-15
• 1.3.2 国内研究现状15-16
• 1.4 课题的主要研究内容16-18
• 第二章 喷涂机器人运动学算法研究18-29
• 2.1 引言18
• 2.2 机器人运动学建模18-20
• 2.3 运动学正解20-22
• 2.4 运动学逆解22-28
• 2.4.1 分离变量22-23
• 2.4.2 逆解求解过程23-28
• 2.5 本章小结28-29
• 第三章 运动学算法的验证及实例分析29-40
• 3.1 Matlab Robotics Toolbox使用方法29-32
• 3.2 SV型手腕喷涂机器人的Matlab仿真32-33
• 3.3 运动学逆解的验证33-38
• 3.4 最优解的选取38-39
• 3.5 本章小结39-40
• 第四章 基于QT喷涂机器人仿真系统开发40-54
• 4.1 Qt简介40-42
• 4.2 软件开发核心技术42
• 4.3 前期试验42-44
• 4.4 程序开发框架44-45
• 4.5 机器人仿真模型模块45-47
• 4.5.1 模块设计框架45
• 4.5.2 仿真模型导入45-46
• 4.5.3 其他功能的设置46-47
• 4.6 机器人客户端控制面板模块47-49
• 4.6.1 模块设计框架47-48
• 4.6.2 控制面板的绘制48
• 4.6.3 功能键的实现48-49
• 4.7 机器人轨迹控制49-53
• 4.7.1 轨迹控制的实现原理49-50
• 4.7.2 运动学与轨迹控制函数50-53
• 4.8 本章小结53-54
• 第五章 总结与展望54-56
• 5.1 全文总结54-55
• 5.2 研究展望55-56
• 参考文献56-59
• 在学期间的研究成果59-60
• 致谢60

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1 王文;世界最小喷涂机器人将亮相[N];现代物流报;2008年

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本文编号：309752