可重構(gòu)機(jī)器人操作柔性負(fù)載建模及振動抑制研究.pdf

1、在現(xiàn)代制造業(yè)中，機(jī)器人技術(shù)的使用變得非常廣泛，并且對制造業(yè)自動化程度的要求也越來越高，因此對機(jī)器人的工作方式及適應(yīng)能力有更高的要求。傳統(tǒng)機(jī)器人是基于某一相同或相近的任務(wù)而設(shè)計的且構(gòu)型固定的機(jī)器人，靈活性較差。為了改善傳統(tǒng)機(jī)器人的弊端，可重構(gòu)機(jī)器人進(jìn)而產(chǎn)生和發(fā)展。在汽車制造業(yè)和航空航天等領(lǐng)域內(nèi)，一些柔性的輕薄板件或者細(xì)長桿件需要由機(jī)器人來完成抓取、夾持定位及裝配。在機(jī)器人運動過程中由于慣性和自重等的原因，柔性負(fù)載不可避免的會產(chǎn)生振動，降低

2、了機(jī)器人操作負(fù)載的末端定位精度。由可重構(gòu)機(jī)器人結(jié)構(gòu)參數(shù)等引起的靜態(tài)誤差和運動過程中各連桿慣性等作用下的動態(tài)誤差均會對機(jī)器人末端精度造成影響。
　　影響可重構(gòu)機(jī)器人末端位姿精度的靜態(tài)誤差是指由于各模塊在制造及重構(gòu)裝配過程中產(chǎn)生的幾何偏差；由于可重構(gòu)機(jī)器人的各關(guān)節(jié)和連桿不是完全的剛性體，動態(tài)誤差是指在其運動過程中由于慣性及重力等作用下，機(jī)器人各連桿會產(chǎn)生一定的柔性變形，從而引起機(jī)器人末端位姿的偏差。因此，本文分析了靜態(tài)和動態(tài)誤差對機(jī)器

3、人末端位置的影響。
　　為了研究可重構(gòu)機(jī)器人操作柔性負(fù)載的振動，本文首先利用拉格朗日方程建立機(jī)器人動力學(xué)模型，而后結(jié)合變形旋量和有限元法分析了柔性負(fù)載的變形，得到了柔性負(fù)載上任一點相對固定坐標(biāo)系的位姿關(guān)系，再基于拉格朗日建立柔性負(fù)載的動力學(xué)方程；最后通過機(jī)器人與柔性負(fù)載之間的作用關(guān)系，建立系統(tǒng)的動力學(xué)模型。
　　針對機(jī)器人在操作柔性負(fù)載運動過程中的振動問題，本文使用了基于基函數(shù)疊加與粒子群優(yōu)化相結(jié)合的振動抑制規(guī)劃方法，使用基