一種三自由度并聯(lián)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)特性研究與樣機(jī)開發(fā).pdf

1、作為衡量一個(gè)國(guó)家科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)水平的重要標(biāo)志，機(jī)器人智能技術(shù)受到越來(lái)越多國(guó)家的重視。其中，并聯(lián)機(jī)器人憑借其剛度大、承載能力強(qiáng)、累計(jì)誤差小等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用到社會(huì)各領(lǐng)域。本文以一款三自由度并聯(lián)機(jī)器人為研究對(duì)象，對(duì)其運(yùn)動(dòng)學(xué)性能展開了深入研究，求解出工作空間，在此基礎(chǔ)上完成了機(jī)器人硬件平臺(tái)的搭建與控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)，最后對(duì)該機(jī)器人的軌跡規(guī)劃方法進(jìn)行研究，并通過(guò)樣機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，從而為下一步實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用打下基礎(chǔ)。
　　首先，本文對(duì)并

2、聯(lián)機(jī)器人的整體結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行了分析，并計(jì)算出機(jī)構(gòu)的自由度。根據(jù)機(jī)構(gòu)的幾何約束關(guān)系，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)研究，分析機(jī)器人動(dòng)平臺(tái)和各個(gè)驅(qū)動(dòng)滑塊之間的位置、速度和加速度的關(guān)系，最終求解出了機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)正反解方程，為實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制奠定了理論基礎(chǔ)。根據(jù)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解方程，采用空間直角坐標(biāo)邊界搜索法求解并聯(lián)機(jī)器人動(dòng)平臺(tái)的工作空間，并通過(guò)Matlab軟件編程繪制運(yùn)動(dòng)空間圖形。最終求解得到并聯(lián)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)空間各個(gè)方向的視圖，并對(duì)求解結(jié)果進(jìn)行了分析。

3、r>　　其次，本文根據(jù)三自由度并聯(lián)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，確定了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)。接下來(lái)對(duì)系統(tǒng)各組成部分進(jìn)行設(shè)計(jì)，完成了機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)的三維建模與電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器、運(yùn)動(dòng)控制器、線性模組、限位開關(guān)等關(guān)鍵部件的選型設(shè)計(jì)。將各部件進(jìn)行裝配，成功搭建了機(jī)器人樣機(jī)的硬件平臺(tái)。
　　然后，以機(jī)器人樣機(jī)硬件平臺(tái)為基礎(chǔ)，進(jìn)行控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。根據(jù)控制器所搭載的 UCOS操作系統(tǒng)特性，確定系統(tǒng)控制軟件的體系結(jié)構(gòu)，接下來(lái)完成串口通信模塊、電機(jī)控制模塊以及機(jī)器人動(dòng)