精確點位作業(yè)機器人系統(tǒng)研究.pdf

1、機器人作為20世紀最具有代表性的高技術(shù)產(chǎn)品，自問世以來，倍受世界各國的關(guān)注，并廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。本文在點位控制系統(tǒng)理論的指導(dǎo)下，以實現(xiàn)機器人的點位作業(yè)為目的，對機器人的機械本體機構(gòu)、運動學(xué)與動力學(xué)、驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計及作業(yè)功能的實現(xiàn)等關(guān)鍵技術(shù)進行了深入地探討，成功研制一種集移動、越障功能于一體的點位作業(yè)機器人。 首先對點位機器人系統(tǒng)的機械本體機構(gòu)進行了分析，并對機械本體結(jié)構(gòu)進行了具體設(shè)計和研究，在Pro/E軟件中運用三維建模技術(shù)建

2、立了三維實體模型。對模型進行質(zhì)量、間隙和干涉檢測，驗證總體機構(gòu)設(shè)計的正確性與合理性，為點位機器人的運動學(xué)和動力學(xué)仿真提供正確的虛擬樣機模型。同時，對機器人的關(guān)鍵承載部件進行有限元分析，包括靜力學(xué)分析以及模態(tài)分析，確保結(jié)構(gòu)部件滿足剛度和強度要求。 其次對機器人的驅(qū)動系統(tǒng)進行設(shè)計，為了能更好的設(shè)計機器人的驅(qū)動系統(tǒng)，本文根據(jù)機器人的作業(yè)要求，對機器人的運動進行軌跡規(guī)劃并研究機器人點位作業(yè)功能的實現(xiàn)方法。利用線性段及拋物線混合的軌跡規(guī)劃

3、方法，結(jié)合機器人的實際運行特點，分析并計算機器人的運動規(guī)劃參數(shù)，然后根據(jù)軌跡規(guī)劃中的直線加速度特性，計算驅(qū)動電機的參數(shù)。 為了保證機器人的穩(wěn)定性作業(yè)，分別對機器人在實現(xiàn)行走及作業(yè)功能時的吸附力進行可靠性分析，建立了臨界約束條件。同時為了提高機器人的控制性能，對機器人進行了運動學(xué)分析，并建立了機器人的姿態(tài)矢量與控制量之間的關(guān)系。 為了實現(xiàn)機器人的精確點位作業(yè)，本文對點位控制系統(tǒng)的幾種控制形式進行了分析，然后提出一種適合本作