一種可重構(gòu)模塊化機(jī)器人系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和研究.pdf

1、隨著科技的發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人將逐步取代人類用以完成各種繁瑣復(fù)雜、危險(xiǎn)度高的工作。然而由于工作環(huán)境的復(fù)雜化和任務(wù)的多樣化，傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人的局限性就顯得尤為突出，它難以滿足多樣化需求。針對(duì)這種情況，具備通用性強(qiáng)、擴(kuò)展性高、制造成本低等特點(diǎn)的可重構(gòu)模塊化機(jī)器人應(yīng)運(yùn)而生。
　　本文根據(jù)對(duì)機(jī)器人的不同功能要求，進(jìn)行機(jī)器人的重構(gòu)設(shè)計(jì)和研究，給出重構(gòu)模式。對(duì)該重構(gòu)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)進(jìn)行分析仿真，面向?qū)崿F(xiàn)的功能設(shè)計(jì)操作軟件來(lái)完成控制。
　　

2、首先，根據(jù)對(duì)機(jī)器人功能的要求提出該機(jī)械臂的性能指標(biāo)，確定它的總體設(shè)計(jì)方案以及可具備的構(gòu)型。選擇各自由度的代表構(gòu)型，通過(guò)D-H法對(duì)它們進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)理論分析后，通過(guò)Matlab對(duì)它的正確性進(jìn)行驗(yàn)證。通過(guò)蒙特卡洛法求解它的工作空間。
　　其次，面向模塊化要求，將機(jī)械臂分為轉(zhuǎn)動(dòng)模塊、連接模塊以及基座模塊，對(duì)它們的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。針對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)模塊中的關(guān)鍵機(jī)構(gòu)進(jìn)行選擇，完成輔助零件的設(shè)計(jì)。對(duì)完成設(shè)計(jì)的各模塊進(jìn)行三維建模，并完成機(jī)械臂的18種構(gòu)型的

3、三維裝配。
　　通過(guò)牛頓—?dú)W拉法對(duì)機(jī)械臂的六自由度構(gòu)型的動(dòng)力學(xué)進(jìn)行分析，建立動(dòng)力學(xué)方程。利用Matlab軟件編寫程序，計(jì)算出關(guān)節(jié)力矩值；采用ADAMS進(jìn)行仿真，檢測(cè)出關(guān)節(jié)力矩值，將兩者的力矩結(jié)果進(jìn)行比較，證明動(dòng)力學(xué)理論分析結(jié)果的正確性。
　　針對(duì)機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)需求，選擇分散式控制作為機(jī)械臂的控制方案，給出單關(guān)節(jié)的控制原理，搭建控制系統(tǒng)的硬件平臺(tái)。利用Visua l Basic為主要開發(fā)平臺(tái)，結(jié)合Matlab及伺服驅(qū)動(dòng)提供的AP