面向飞机内部装配的并联机器人研制

发布时间：2023-04-11 18:29

　　并联机器人具有定位精度高、体积小、刚度好和承载能力大等特点,在精密调整和装配领域有广泛的应用前景。对于飞机舱体内部空间狭小、人工装配强度大、效率低等问题,本文研制一种并联机器人,用于在飞机舱体内部精确定位并完成顶铆工作,与其它智能装备协作来实现飞机智能自动化装配。首先,根据设计技术指标确定本文并联机器人构型采用6-PTRT型。针对所用构型,本文通过几何尺寸约束推导了并联机器人位置逆解,采用矢量法构造了雅克比矩阵的显示表达;利用基于雅克比矩阵的牛顿迭代法求解了位置正解,通过算例验证了正解算法的正确性与实际应用可行性。其次,将全域条件数均值和波动值进行加权得到了优化目标函数,兼顾工作空间大小情况,完成了并联机器人的尺度综合;在优化后的关键尺寸组合基础上,采用全域工作空间遍历方法,求解了运动支链最大静态力,用以指导结构设计;结合优化后关键尺寸和运动支链最大静态力,详细介绍了并联机器人驱动平台、运动支链和动平台等结构的设计思路。为保证本文并联机器人性能良好,通过降维方法对其定姿态位置工作空间和定位置姿态工作空间进行了分析;对全域工作空间雅克比矩阵行列式值计算,判定并联机器人工作空间内无奇异性;...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 并联机器人发展与应用
        1.2.2 并联机器人技术研究现状
    1.3 主要研究内容
第2章 并联机器人构型确定及运动学分析
    2.1 引言
    2.2 并联机器人构型确定
    2.3 并联机器人运动学建模
        2.3.1 位姿描述
        2.3.2 坐标系建立
    2.4 并联机器人运动学分析
        2.4.1 位置逆解
        2.4.2 雅克比矩阵解析
        2.4.3 位置正解
        2.4.4 位置正解算例仿真
    2.5 本章小结
第3章 并联机器人结构优化设计
    3.1 引言
    3.2 并联机器人尺度综合
        3.2.1 目标优化函数选取
        3.2.2 约束条件
        3.2.3 尺度综合
    3.3 并联机器人运动支链最大静态力求解
    3.4 并联机器人结构设计
        3.4.1 驱动平台结构设计
        3.4.2 支链结构设计
        3.4.3 动平台结构设计
        3.4.4 其它部分结构设计
    3.5 本章小结
第4章 并联机器人性能分析与仿真
    4.1 引言
    4.2 并联机器人工作空间分析
    4.3 并联机器人奇异性分析
    4.4 并联机器人运动仿真与干涉检验
    4.5 并联机器人动力学建模与仿真
        4.5.1 动力学分析与建模
        4.5.2 动力学仿真
    4.6 本章小结
第5章 并联机器人控制系统设计与试验
    5.1 引言
    5.2 并联机器人控制系统设计
        5.2.1 控制系统硬件设计
        5.2.2 控制系统软件设计
    5.3 并联机器人轨迹规划与控制
        5.3.1 关节空间轨迹规划
        5.3.2 位置PID控制
    5.4 并联机器人性能测试试验
        5.4.1 实物试验平台介绍
        5.4.2 工作空间测量试验
        5.4.3 运动干涉检验试验
        5.4.4 运动分辨率与重复性测试试验
    5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3789554