六关节工业机器人离线编程仿真系统的设计与实现
发布时间：2021-04-28 02:26
计算机互联网和网络信息技术的发展使得工业自动化发展程度越来越高。工业自动化程度一定程度上体现了国家工业发展的水平,工业自动化的发展离不开工业机器人。目前,工业机器人的智能化程度越来越高,设计也越来越复杂。为降低研究和设计成本,提高机器人的安全稳定性。离线仿真技术的诞生成为解决机器人设计与教学方面的重要技术。相关技术的研究还在不断的完善与改进,相对成熟的离线仿真技术需要付出昂贵的费用,对于一些小型企业可能难以承担。本文将依据当前的工业自动化环境,对比参考当前比较成熟的离线仿真技术,设计一种能够满足一些中小型企业操作的离线仿真系统软件。本文以实验室已有的通用六关节工业机器人为研究对象,分析工业机器人用户的需求,设计并完成一个具有良好性能的六关节工业机器人离线编程仿真系统。主要完成以下几个方面的工作:（1）分析六关节工业机器人的运动学和运动规划。对六关节机器人进行数学建模,建立运动学方程,完成对六关节工业机器人的运动学正解和逆解的研究。为下一步完成机器人轨迹规划奠定良好的基础。（2）根据关节型工业机器人的运动学特征,分析不同的轨迹规划算法。比较各种算法的优缺点,结合常用优化算法的特点,设计出...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院沈阳计算技术研究所)辽宁省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究的相关背景、目的和意义
1.1.1 工业机器人概述
1.1.2 离线编程仿真系统概述
1.1.3 国内外研究现状
1.1.4 课题研究的目的与意义
1.2 论文的主要组成部分
1.3 小结
第2章 六关节工业机器人运动学的研究与分析
2.1 工业机器人的位置与姿态表示
2.1.1 工业机器人位置描述
2.1.2 空间位置的姿态描述
2.1.3 刚体的空间位姿描述
2.2 空间坐标变换
2.2.1 空间坐标的各种变换
2.2.2 空间齐次坐标变换
2.3 空间通用旋转变换
2.3.1 通用旋转变换
2.3.2 通用齐次旋转变换的旋转轴和旋转角度
2.4 机器人连杆变换矩阵
2.4.1 空间关节和连杆
2.4.2 连杆坐标系的建立
2.4.3 连杆坐标矩阵的变换
2.5 机器人正向运动学分析
2.5.1 六关节工业机器人的正方向运动学研究与分析
2.5.2 建立机器人运动的数学模型
2.6 关节工业机器人的逆方向运动学分析
2.6.1 运动学逆解的解析法求解
2.6.2 利用投影和解析相结合的方法求解
2.7 小结
第3章 关节工业机器人轨迹规划的分析与研究
3.1 关节工业机器人的运动
3.1.1 关节机器人点到点的运动
3.1.2 关节机器人的轨迹跟踪运动
3.2 关节工业机器人关节空间运动轨迹规划
3.2.1 关节空间运动规划研究
3.2.2 关节机器人运动轨迹规划方法
3.3 笛卡尔坐标系下的路径规划
3.3.1 直线路径规划
3.3.2 曲线路径规划
3.4 机器人空间运动轨迹优化
3.4.1 优化算法的选取
3.4.2 基于粒子群算法轨迹优化
3.4.3 关节空间轨迹优化验证与分析
3.5 本章小结
第4章 离线编程仿真系统的设计与实现
4.1 离线编程系统的详细分析
4.1.1 机器人离线编程仿真系统的构成
4.1.2 离线编程系统技术的发展
4.2 离线编程系统设计平台和环境
4.2.1 开发环境Qt概述
4.2.2 三维模型构建环境3DMAX概述
4.3 离线编程仿真系统的需求分析
4.4 机器人离线编程仿真系统的设计
4.4.1 三维模型的构建
4.4.2 人机交互界面的设计
4.4.3 虚拟机器人运动学分析与设计
4.4.4 系统离线编程的设计
4.5 离线编程系统的实现
4.5.1 机器人3D模型的导入
4.5.2 三维模型动画演示
4.5.3 离线编程的系统实现
4.6 本章小结
第5章 系统的集成测试与分析
5.1 系统整体结构测试
5.2 离线编程仿真系统的分析
5.3 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果
本文编号：3164620
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院沈阳计算技术研究所)辽宁省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究的相关背景、目的和意义
1.1.1 工业机器人概述
1.1.2 离线编程仿真系统概述
1.1.3 国内外研究现状
1.1.4 课题研究的目的与意义
1.2 论文的主要组成部分
1.3 小结
第2章 六关节工业机器人运动学的研究与分析
2.1 工业机器人的位置与姿态表示
2.1.1 工业机器人位置描述
2.1.2 空间位置的姿态描述
2.1.3 刚体的空间位姿描述
2.2 空间坐标变换
2.2.1 空间坐标的各种变换
2.2.2 空间齐次坐标变换
2.3 空间通用旋转变换
2.3.1 通用旋转变换
2.3.2 通用齐次旋转变换的旋转轴和旋转角度
2.4 机器人连杆变换矩阵
2.4.1 空间关节和连杆
2.4.2 连杆坐标系的建立
2.4.3 连杆坐标矩阵的变换
2.5 机器人正向运动学分析
2.5.1 六关节工业机器人的正方向运动学研究与分析
2.5.2 建立机器人运动的数学模型
2.6 关节工业机器人的逆方向运动学分析
2.6.1 运动学逆解的解析法求解
2.6.2 利用投影和解析相结合的方法求解
2.7 小结
第3章 关节工业机器人轨迹规划的分析与研究
3.1 关节工业机器人的运动
3.1.1 关节机器人点到点的运动
3.1.2 关节机器人的轨迹跟踪运动
3.2 关节工业机器人关节空间运动轨迹规划
3.2.1 关节空间运动规划研究
3.2.2 关节机器人运动轨迹规划方法
3.3 笛卡尔坐标系下的路径规划
3.3.1 直线路径规划
3.3.2 曲线路径规划
3.4 机器人空间运动轨迹优化
3.4.1 优化算法的选取
3.4.2 基于粒子群算法轨迹优化
3.4.3 关节空间轨迹优化验证与分析
3.5 本章小结
第4章 离线编程仿真系统的设计与实现
4.1 离线编程系统的详细分析
4.1.1 机器人离线编程仿真系统的构成
4.1.2 离线编程系统技术的发展
4.2 离线编程系统设计平台和环境
4.2.1 开发环境Qt概述
4.2.2 三维模型构建环境3DMAX概述
4.3 离线编程仿真系统的需求分析
4.4 机器人离线编程仿真系统的设计
4.4.1 三维模型的构建
4.4.2 人机交互界面的设计
4.4.3 虚拟机器人运动学分析与设计
4.4.4 系统离线编程的设计
4.5 离线编程系统的实现
4.5.1 机器人3D模型的导入
4.5.2 三维模型动画演示
4.5.3 离线编程的系统实现
4.6 本章小结
第5章 系统的集成测试与分析
5.1 系统整体结构测试
5.2 离线编程仿真系统的分析
5.3 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果
本文编号：3164620
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/3164620.html
