D2 Delta Robot的控制系统研发
发布时间：2023-03-19 11:31
在Delta机器人的研究中,人们对于多自由度Delta机器人研究已经比较深入和成熟,但是我们在实际工程应用环境中,并不需要三个自由度以上的操作,只需要两个自由度就可以实现搬运物体的操作。D2 Delta Robot与多自由度的Delta机器人相比,结构简单、经济便宜,易于实现运动控制,目前已经成为国内外学者的研究热点。本课题以D2 Delta Robot为研究对象,针对整个机器人运动的研发过程做了一个详细的概述。具体研究内容如下:(1)确定D2 Delta Robot的结构原理图,根据机器人的结构原理图结合实际的应用需求设计出机器人各部分的结构。通过SolidWorks将设计的机器人结构绘制成CAD模型,并且利用3D打印技术将设计的机器人CAD模型加工出来,通过实际的观察检验机器人结构设计的适用性。(2)为了能够实现机器人的精确控制,在确定机器人的结构以后,对机器人进行了运动学分析,建立的机器人机构的正向运行学数学模型与逆向运动学数学模型。将机器人的CAD模型通过Matlab Simulink环境下的工具箱Simmechanics在Simulink中搭建机器人的Simmechanics...
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 Delta机器人国内外研究现状
1.2.1 Delta机器人的发展史
1.2.2 国内外Delta机器人的研究现状
1.2.3 国内外Delta机器人的应用现状
1.3 D2 Delta Robot研究现状以及应用
1.4 课题来源
1.5 研究目的与意义
1.6 研究内容与方法
1.7 课题创新点
1.8 本章小结
第2章 D2 Delta Robot机构设计与运动学分析
2.1 概述
2.2 结构设计与分析
2.3 D2 Delta Robot的运动学分析
2.3.1 D2 Delta Robot的正向运动学分析
2.3.2 D2 Delta Robot的逆向运动学分析
2.4 D2 Delta Robot的运动学模拟实验
2.4.1 SimMechanics工具箱简介
2.4.2 D2 Delta Robot的SimMechanics建模
2.4.3 D2 Delta Robot运动学仿真分析
2.5 D2 Delta Robot的运动空间
2.6 本章小结
第3章 D2 Delta Robot的EtherCAT实时通讯控制系统
3.1 概述
3.2 EtherCAT实时通讯技术
3.2.1 EtherCAT通信结构
3.2.2 分布式时钟
3.2.3 EtherCAT分层通信协议
3.3 SimulinkRealTime实时控制技术
3.4 搭建基于SimulinkRealTime的EtherCAT实时控制系统
3.4.1 SimulinkRealTime运行环境设置
3.4.2 搭建EtherCAT通讯系统模型
3.4.3 实验
3.5 本章小结
第4章 基于Jerk限制的三阶匀加减速运动轨迹控制器设计
4.1 概论
4.2 LSPB时间优化轨迹曲线
4.3 基于Jerk限制的三阶匀加减速运动轨迹设计
4.3.1 运动轨迹数学建模
4.3.2 运动轨迹控制算法设计
4.3.3 SimulinkStateFlow控制流程设计
4.3.4 运动轨迹仿真实验
4.4 本章小结
第5章 D2 Delta Robot运动控制实验
5.1 概论
5.2 D2 Delta Robot的硬件控制系统
5.2.1 硬件控制系统的主控制器系统
5.2.2 硬件控制系统的运动驱动系统
5.2.3 D2 Delta Robot结构的3D打印模型
5.2.4 D2 Delta Robot的硬件控制系统整合
5.3 D2 Delta Robot的软件控制系统
5.3.1 基于Matlab的机器人运动控制系统
5.3.2 基于ElmoApplicationStudioII电机控制参数调整
5.3.3 基于TwinCAT2.0通讯参数设置
5.4 实验测试
5.5 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 未来展望
致谢
参考文献
附录
在校期间的研究成果及发表的学术论文
本文编号：3765171
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 Delta机器人国内外研究现状
1.2.1 Delta机器人的发展史
1.2.2 国内外Delta机器人的研究现状
1.2.3 国内外Delta机器人的应用现状
1.3 D2 Delta Robot研究现状以及应用
1.4 课题来源
1.5 研究目的与意义
1.6 研究内容与方法
1.7 课题创新点
1.8 本章小结
第2章 D2 Delta Robot机构设计与运动学分析
2.1 概述
2.2 结构设计与分析
2.3 D2 Delta Robot的运动学分析
2.3.1 D2 Delta Robot的正向运动学分析
2.3.2 D2 Delta Robot的逆向运动学分析
2.4 D2 Delta Robot的运动学模拟实验
2.4.1 SimMechanics工具箱简介
2.4.2 D2 Delta Robot的SimMechanics建模
2.4.3 D2 Delta Robot运动学仿真分析
2.5 D2 Delta Robot的运动空间
2.6 本章小结
第3章 D2 Delta Robot的EtherCAT实时通讯控制系统
3.1 概述
3.2 EtherCAT实时通讯技术
3.2.1 EtherCAT通信结构
3.2.2 分布式时钟
3.2.3 EtherCAT分层通信协议
3.3 SimulinkRealTime实时控制技术
3.4 搭建基于SimulinkRealTime的EtherCAT实时控制系统
3.4.1 SimulinkRealTime运行环境设置
3.4.2 搭建EtherCAT通讯系统模型
3.4.3 实验
3.5 本章小结
第4章 基于Jerk限制的三阶匀加减速运动轨迹控制器设计
4.1 概论
4.2 LSPB时间优化轨迹曲线
4.3 基于Jerk限制的三阶匀加减速运动轨迹设计
4.3.1 运动轨迹数学建模
4.3.2 运动轨迹控制算法设计
4.3.3 SimulinkStateFlow控制流程设计
4.3.4 运动轨迹仿真实验
4.4 本章小结
第5章 D2 Delta Robot运动控制实验
5.1 概论
5.2 D2 Delta Robot的硬件控制系统
5.2.1 硬件控制系统的主控制器系统
5.2.2 硬件控制系统的运动驱动系统
5.2.3 D2 Delta Robot结构的3D打印模型
5.2.4 D2 Delta Robot的硬件控制系统整合
5.3 D2 Delta Robot的软件控制系统
5.3.1 基于Matlab的机器人运动控制系统
5.3.2 基于ElmoApplicationStudioII电机控制参数调整
5.3.3 基于TwinCAT2.0通讯参数设置
5.4 实验测试
5.5 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 未来展望
致谢
参考文献
附录
在校期间的研究成果及发表的学术论文
本文编号：3765171
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