機(jī)器人示教臂系統(tǒng)的研制.pdf

1、工業(yè)機(jī)器人示教任務(wù)越來越復(fù)雜化，導(dǎo)致示教工作任務(wù)繁重，對(duì)操作的要求卻越來越簡(jiǎn)單，導(dǎo)致了應(yīng)用與操作之間的矛盾非常突出。為此，該文研制了一套基于人拖動(dòng)輕質(zhì)無驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂的示教臂系統(tǒng)，該系統(tǒng)的6自由度串聯(lián)機(jī)械臂，質(zhì)量輕，由人拖動(dòng)模擬工件加工軌跡，實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)機(jī)器人的示教過程，操作簡(jiǎn)單、快速、輕松，通用性好。
　　本文首先對(duì)示教臂本體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。在確定示教臂構(gòu)型的基礎(chǔ)上，由人機(jī)交互友好性來初步確定示教臂桿件參數(shù)，進(jìn)而通過建立示教臂的正運(yùn)動(dòng)

2、學(xué)模型，分析其工作空間，最終確定示教臂參數(shù)，并根據(jù)示教要求，選取了合適材料，完成了示教臂腰部回轉(zhuǎn)、大臂小臂俯仰、手腕俯仰、手腕回轉(zhuǎn)部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)臂的自平衡裝置進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)。其次，通過運(yùn)動(dòng)學(xué)分析和仿真，研究示教臂對(duì)機(jī)器人的示教的方法。分析示教臂的實(shí)現(xiàn)工作原理，結(jié)合建立的示教臂的正運(yùn)動(dòng)學(xué)模型與機(jī)器人的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,實(shí)現(xiàn)工件運(yùn)動(dòng)和不動(dòng)情況下的末端軌跡對(duì)應(yīng)；分析逆運(yùn)動(dòng)學(xué)中多解的根本原因，提出以位形分析法實(shí)現(xiàn)示教-再現(xiàn)軌跡在關(guān)節(jié)空間下位置的

3、對(duì)應(yīng)，并對(duì)具體任務(wù)進(jìn)行仿真驗(yàn)證。對(duì)于含有位姿奇異的軌跡，分析奇異位形，說明了該種軌跡的示教方法，減少軌跡規(guī)劃的工作。針對(duì)含有奇異位姿軌跡的逆解在奇異點(diǎn)附近計(jì)算誤差較大的問題，提出閾值判斷交叉逆解算法，提高解對(duì)應(yīng)的末端軌跡精度。再次，針對(duì)示教軌跡采集和處理的相關(guān)問題，進(jìn)行了硬件的分析和軟件的編寫。實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件的設(shè)計(jì)與軟件對(duì)數(shù)據(jù)的采集和簡(jiǎn)單處理，把編碼器的絕對(duì)信號(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)關(guān)節(jié)角度。編寫示教的交互軟件，結(jié)合數(shù)據(jù)系統(tǒng)處理后的信息，