六自由度delta机器人运动动力学分析及仿真研究
发布时间：2021-05-07 11:11
Delta机器人作为并联机器人的一个重要分支,具备并联机器人所有优点。本课题在三自由度delta机器人动平台末端增加三个旋转自由度,这样新的六自由度delta机器人不仅继承了三自由度delta机器人重量轻、体积小、运动速度快等优点,还使delta机器人能够适应更加复杂的工况,抓取普通机器人抓取不到的工件。本文首先利用虚拟分割法将六自由度delta机器人分割为并联机构与串联机构两部分,并且分别对并联机构与串联机构两部分进行单独的分析与数学模型的建立,从而得到并联部分运动学数学模型与串联部分运动学数学模型,最终将两部分进行耦合得到整体六自由度delta机器人运动学数学模型,并利用matlab对模型进行了验证,为后续机器人的工作空间与轨迹规划提供了理论基础。同样采用虚拟分割法对六自由度delta机器人进行分割,并且采用拉格朗日法得到了机器人的动力学数学模型。其次借助运动学数学模型并且利用matlab软件,采用蒙特卡洛法对六自由度delta机器人的工作空间进行分析,导出了机器人最大工作空间点状云图,分析得出机器人末端执行器在X轴方向上的工作范围为[-700～500mm],在Y轴方向上的工作范围...
【文章来源】：内蒙古科技大学内蒙古自治区
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 文献综述
1.1 并联机构发展史
1.2 国内外对并联机构的研究
1.2.1 并联机构的应用
1.2.2 并联机构的优缺点
1.2.3 国内外对delta机器人的研究现状
1.3 本课题研究的必要性与创新点
2 机器人运动学分析
2.1 运动学简介
2.2 六自由度delta机器人模型简化
2.3 机器人并联部分运动学建模
2.3.1 机器人并联部分逆向运动学建模
2.3.2 机器人并联部分正向运动学建模
2.4 机器人串联部分运动学建模
2.4.1 机器人串联部分正向运动学建模
2.4.2 机器人串联部分逆向运动学建模
2.5 并联-串联耦合运动学分析
2.5.1 并联-串联耦合正向运动学分析
2.5.2 并联-串联耦合逆向运动学分析
2.6 本章小结
3 机器人动力学分析
3.1 动力学简介
3.2 动力学建模方法
3.3 动力学数学模型建立
3.4 本章小结
4 机器人轨迹规划与工作空间分析
4.1 机器人工作空间分析
4.1.1 蒙特卡洛法简介
4.1.2 蒙特卡洛随机数可靠性论证
4.1.3 工作空间计算
4.2 机器人轨迹规划
4.3 本章小结
5 机器人仿真分析
5.1 软件介绍
5.1.1 UG软件介绍
5.1.2 ADAMS软件介绍
5.2 UG模型建立
5.3 ADAMS仿真分析
5.4 本章小结
6 机器人刚柔耦合分析
6.1 建立柔性体
6.2 模态分析
6.3 刚柔耦合
6.4 本章小结
7 总结与展望
7.1 总结
7.2 展望
参考文献
附录
附录A 运动学反解matlab程序
附录B 运动学正解matlab程序
附录C 耦合运动学正解matlab程序
附录D 耦合运动学反解matlab程序
附录E delta机器人工作空间分析
附录F delta机器人轨迹规划分析
在学研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于拉格朗日乘子法的Delta并联机器人简化刚体动力学建模方法[J]. 王刚,刘延杰,吴明月,韩海军. 机械与电子. 2015(07)
[2]基于Stewart平台的六轴并联机床的研究[J]. 翟庆钟,王卫兵,冯静安,马华永. 机械. 2013(11)
[3]Delta并联机器人运动学与动力学仿真研究[J]. 宫赤坤,熊吉光,黄成林. 现代制造工程. 2013(06)
[4]弧焊机器人大臂结构模态分析[J]. 徐稀文,平雪良,陈鲁刚,李巍. 机械设计与制造. 2012(06)
[5]三自由度绳驱动并联机器人运动学分析[J]. 乔文刚,盛如龙,乔魏. 制造业自动化. 2011(03)
[6]绳牵引并联机器人工作空间的存在条件证明及一致求解策略[J]. 刘欣,仇原鹰,盛英. 机械工程学报. 2010(07)
[7]少自由度并联机器人构型特征研究[J]. 黄勇刚,黄茂林,杜力. 中国机械工程. 2009(06)
[8]3-RRS柔性并联机器人的动力学建模与频率特性分析[J]. 刘善增,余跃庆,苏丽颖,杨建新. 中国机械工程. 2008(10)
[9]柔性并联机器人动力学特性的灵敏度分析[J]. 杜兆才,余跃庆,苏丽颖. 机械科学与技术. 2008(02)
[10]由支链构造并联机器人雅可比矩阵[J]. 辛洪兵,余跃庆. 北京工业大学学报. 2007(10)
博士论文
[1]高速轻型并联机械手动态设计理论与方法[D]. 赵永杰.天津大学 2006
硕士论文
[1]高速并联工业机械手臂分析设计与实现[D]. 宁学涛.中北大学 2015
[2]三自由度并联机器人研究与实验平台开发[D]. 袁亭雪.内蒙古科技大学 2014
[3]基于ADAMS的三臂并联机器人动力学研究[D]. 杨欢.中北大学 2014
[4]3-RRS并联机器人的分析与设计[D]. 霍斌.哈尔滨工业大学 2013
[5]六自由度3-PRPS并联机构的特性理论研究与仿真[D]. 彭凯.中国科学技术大学 2011
[6]3-DOF平动正交并联机器人的性能分析与研究[D]. 郜峰.燕山大学 2010
[7]复杂机械系统刚—柔混合虚拟样机一体化分析技术初探[D]. 蔡骊君.天津大学 2010
[8]基于Pro/E和ADAMS软件的少自由度并联机器人运动学和动力学分析[D]. 史丽红.河北工程大学 2010
[9]3-PUU并联机构运动学和动力学研究[D]. 蔡飞跃.南京航空航天大学 2010
[10]基于螺旋理论的3-PRS并联机构的运动学建模及仿真[D]. 莫贤.扬州大学 2009
本文编号：3173292
【文章来源】：内蒙古科技大学内蒙古自治区
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 文献综述
1.1 并联机构发展史
1.2 国内外对并联机构的研究
1.2.1 并联机构的应用
1.2.2 并联机构的优缺点
1.2.3 国内外对delta机器人的研究现状
1.3 本课题研究的必要性与创新点
2 机器人运动学分析
2.1 运动学简介
2.2 六自由度delta机器人模型简化
2.3 机器人并联部分运动学建模
2.3.1 机器人并联部分逆向运动学建模
2.3.2 机器人并联部分正向运动学建模
2.4 机器人串联部分运动学建模
2.4.1 机器人串联部分正向运动学建模
2.4.2 机器人串联部分逆向运动学建模
2.5 并联-串联耦合运动学分析
2.5.1 并联-串联耦合正向运动学分析
2.5.2 并联-串联耦合逆向运动学分析
2.6 本章小结
3 机器人动力学分析
3.1 动力学简介
3.2 动力学建模方法
3.3 动力学数学模型建立
3.4 本章小结
4 机器人轨迹规划与工作空间分析
4.1 机器人工作空间分析
4.1.1 蒙特卡洛法简介
4.1.2 蒙特卡洛随机数可靠性论证
4.1.3 工作空间计算
4.2 机器人轨迹规划
4.3 本章小结
5 机器人仿真分析
5.1 软件介绍
5.1.1 UG软件介绍
5.1.2 ADAMS软件介绍
5.2 UG模型建立
5.3 ADAMS仿真分析
5.4 本章小结
6 机器人刚柔耦合分析
6.1 建立柔性体
6.2 模态分析
6.3 刚柔耦合
6.4 本章小结
7 总结与展望
7.1 总结
7.2 展望
参考文献
附录
附录A 运动学反解matlab程序
附录B 运动学正解matlab程序
附录C 耦合运动学正解matlab程序
附录D 耦合运动学反解matlab程序
附录E delta机器人工作空间分析
附录F delta机器人轨迹规划分析
在学研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于拉格朗日乘子法的Delta并联机器人简化刚体动力学建模方法[J]. 王刚,刘延杰,吴明月,韩海军. 机械与电子. 2015(07)
[2]基于Stewart平台的六轴并联机床的研究[J]. 翟庆钟,王卫兵,冯静安,马华永. 机械. 2013(11)
[3]Delta并联机器人运动学与动力学仿真研究[J]. 宫赤坤,熊吉光,黄成林. 现代制造工程. 2013(06)
[4]弧焊机器人大臂结构模态分析[J]. 徐稀文,平雪良,陈鲁刚,李巍. 机械设计与制造. 2012(06)
[5]三自由度绳驱动并联机器人运动学分析[J]. 乔文刚,盛如龙,乔魏. 制造业自动化. 2011(03)
[6]绳牵引并联机器人工作空间的存在条件证明及一致求解策略[J]. 刘欣,仇原鹰,盛英. 机械工程学报. 2010(07)
[7]少自由度并联机器人构型特征研究[J]. 黄勇刚,黄茂林,杜力. 中国机械工程. 2009(06)
[8]3-RRS柔性并联机器人的动力学建模与频率特性分析[J]. 刘善增,余跃庆,苏丽颖,杨建新. 中国机械工程. 2008(10)
[9]柔性并联机器人动力学特性的灵敏度分析[J]. 杜兆才,余跃庆,苏丽颖. 机械科学与技术. 2008(02)
[10]由支链构造并联机器人雅可比矩阵[J]. 辛洪兵,余跃庆. 北京工业大学学报. 2007(10)
博士论文
[1]高速轻型并联机械手动态设计理论与方法[D]. 赵永杰.天津大学 2006
硕士论文
[1]高速并联工业机械手臂分析设计与实现[D]. 宁学涛.中北大学 2015
[2]三自由度并联机器人研究与实验平台开发[D]. 袁亭雪.内蒙古科技大学 2014
[3]基于ADAMS的三臂并联机器人动力学研究[D]. 杨欢.中北大学 2014
[4]3-RRS并联机器人的分析与设计[D]. 霍斌.哈尔滨工业大学 2013
[5]六自由度3-PRPS并联机构的特性理论研究与仿真[D]. 彭凯.中国科学技术大学 2011
[6]3-DOF平动正交并联机器人的性能分析与研究[D]. 郜峰.燕山大学 2010
[7]复杂机械系统刚—柔混合虚拟样机一体化分析技术初探[D]. 蔡骊君.天津大学 2010
[8]基于Pro/E和ADAMS软件的少自由度并联机器人运动学和动力学分析[D]. 史丽红.河北工程大学 2010
[9]3-PUU并联机构运动学和动力学研究[D]. 蔡飞跃.南京航空航天大学 2010
[10]基于螺旋理论的3-PRS并联机构的运动学建模及仿真[D]. 莫贤.扬州大学 2009
本文编号：3173292
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