復(fù)雜鋼節(jié)點裝配系統(tǒng)的定位算法研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、隨著鋼結(jié)構(gòu)建筑美學(xué)和結(jié)構(gòu)功能要求的不斷提高,在鋼結(jié)構(gòu)建筑中鋼節(jié)點變得越來越復(fù)雜,然而傳統(tǒng)鋼節(jié)點制作方式因制作工藝及周期等原因而難以滿足高效、可靠、重復(fù)一致地制作復(fù)雜鋼節(jié)點的技術(shù)需求,針對此現(xiàn)狀提出一種3P3R機構(gòu)的復(fù)雜鋼節(jié)點自動化裝配系統(tǒng),其中裝配定位算法是整個系統(tǒng)的關(guān)鍵,本文針對裝配定位算法展開研究,具體工作內(nèi)容如下:
  結(jié)合工程實踐提出一種3P3R裝配定位機構(gòu),分析了常用的復(fù)雜鋼節(jié)點型式,選擇應(yīng)用最廣的矩形牛腿口鋼節(jié)點為研究

2、對象。通過分析該節(jié)點組成構(gòu)件的空間結(jié)構(gòu),建立了初始基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)坐標(biāo)系;根據(jù)剛體在空間中的結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)關(guān)系,分別建立了鋼節(jié)點各個牛腿口截面數(shù)學(xué)模型,并分析了該模型應(yīng)用于圓截面和三角形截面的特殊節(jié)點型式。
  針對所建立的復(fù)雜鋼節(jié)點數(shù)學(xué)模型,研究了3P3R裝配系統(tǒng)的定位算法的位姿解算。位姿解算分為正運動學(xué)和逆運動學(xué)解算,正運動學(xué)解算中,是在簡化模型基礎(chǔ)上,利用D-H法建立正運動學(xué)關(guān)系,考慮到該方法存在表達繁瑣和難以理解的不足,提出采用相對

3、坐標(biāo)系法表達,即建立與全局坐標(biāo)系對應(yīng)的一個局部坐標(biāo)系,通過兩者的轉(zhuǎn)換關(guān)系建立運動學(xué)關(guān)系并解算;逆運動學(xué)求解則在正運動學(xué)關(guān)系式基礎(chǔ)上求得解集,根據(jù)等式相互制約關(guān)系獲得兩組逆運動學(xué)解。最后,通過一個具體案例計算和MATLAB工具箱進行正逆運動學(xué)仿真分析,驗證位姿解算的合理性,并根據(jù)距離最優(yōu)條件確定了一組最優(yōu)解。在算法層面探討了間隙誤差,提出利用雅可比迭代算法進行位姿補償來減少誤差。
  為驗證算法,在原有樣機的基礎(chǔ)上開發(fā)了實驗平臺。硬

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