螺旋槳磨削機(jī)器人的末端執(zhí)行器設(shè)計與接觸力控制研究.pdf

1、可調(diào)距螺旋槳是動力定位系統(tǒng)的關(guān)鍵裝備，其葉片表面質(zhì)量對系統(tǒng)服役性能和使用壽命具有顯著影響。人工磨削勞動強(qiáng)度大，操作環(huán)境惡劣，加工表面質(zhì)量不均勻；目前的一些主流機(jī)器人磨削系統(tǒng)適用于中小型工件的磨削與拋光，而大功率動力定位系統(tǒng)的可調(diào)距螺旋槳具有大尺度、復(fù)雜形狀的待加工型面，磨削加工時要求機(jī)器人具有較大工作空間內(nèi)的順應(yīng)接觸運(yùn)動的作業(yè)能力。因此設(shè)計適用于可調(diào)距螺旋槳的機(jī)器人磨削拋光系統(tǒng)對于提高的加工效率和表面質(zhì)量有重要意義。
　　本文對機(jī)

2、器人磨削過程穩(wěn)定性進(jìn)行了分析，仿真結(jié)果表明機(jī)器人的弱剛度特性容易引起模態(tài)耦合振動；設(shè)計了具有接觸力反饋和位置反饋的主動控制末端執(zhí)行器，采用標(biāo)準(zhǔn)D-H法建立了機(jī)器人運(yùn)動學(xué)模型并分析了可調(diào)距螺旋槳磨削加工所需要的工作空間。在RobotStudio軟件中建立了可調(diào)距螺旋槳機(jī)器人磨削系統(tǒng)的仿真模型，并選擇三條典型路徑完成了運(yùn)動控制仿真，對各關(guān)節(jié)軸角度變化情況進(jìn)行了分析，驗證了方案的可行性。
　　針對接觸順應(yīng)控制及執(zhí)行裝置，以平面兩自由度關(guān)

3、節(jié)機(jī)械臂為例，通過在Simulink中建立動力學(xué)模型對阻抗控制策略進(jìn)行了仿真，分析了約束條件下阻抗參數(shù)的調(diào)節(jié)和環(huán)境剛度的變化對接觸力控制精度的影響。針對主動順應(yīng)末端執(zhí)行器，設(shè)計了基于相位整定增益的非線性PD控制策略，即在系統(tǒng)偏離平衡點時增大控制阻尼，并在Simulink中進(jìn)行了仿真，結(jié)果表明這種方法對于碰撞過程和外界干擾能夠有效降低超調(diào)量和振蕩次數(shù)，同時保證較快的上升時間。
　　設(shè)計并制作了接觸力測控實驗平臺，完成了實驗平臺結(jié)構(gòu)設(shè)