面向高速拾放操作的大工作空間并聯(lián)機器人研究.pdf

1、自動化生產(chǎn)線上需要大量應(yīng)用到高速拾放操作。目前,應(yīng)用于此類操作的經(jīng)典機器人有串聯(lián)機器人SCARA,并聯(lián)機器人Delta、Par4等。由于具有高速、高加速的特點,并聯(lián)機器人的應(yīng)用已占據(jù)市場的主導地位。但是,傳統(tǒng)并聯(lián)機器人工作空間受限的缺點是不能被忽視的。將并聯(lián)機器人驅(qū)動同軸布置的方法,可以使得機器人工作空間遍布基座周圍,增大工作空間。這對完成大跨度的拾放操作提供了保證。本文提出了一款新型的擁有驅(qū)動同軸式結(jié)構(gòu)的平面并聯(lián)機器人。它的目標應(yīng)用領(lǐng)

2、域是自動化生產(chǎn)線上的高速拾放操作。
　　本文對這款新型并聯(lián)機器人進行了研究,并提出了一種針對高速拾放操作的優(yōu)化設(shè)計方法。首先介紹了這款新型并聯(lián)機器人的構(gòu)型方法,并運用微分流形的方法證明了它是一款三自由度的平面運動并聯(lián)機器人。在建立數(shù)學模型之后,利用閉環(huán)方程對機器人的正反向運動學進行了求解。通過對機器人的反向運動學分析,獲得了工作空間的準確數(shù)學表達式。接著,利用速度矢量方程獲得了包含幾何特征的運動學雅可比矩陣,進而完成了奇異性的分析

3、。然后,通過對動能方程的變形提取出了機器人的質(zhì)量矩陣,以估算機器人的加速度。研究高速拾放操作可以發(fā)現(xiàn),速度和加速度是保證操作順利進行的關(guān)鍵因素。高速度能夠保證拾放過程的快速進行,高加速度可以縮短機器人在加減速過程中所消耗的時間。本文在最后提出了以速度和加速度為約束條件的優(yōu)化設(shè)計方法。在運動學優(yōu)化上，通過速度的要求獲得了機器人各桿件的長度尺寸。動力學優(yōu)化建立在對加速度的約束上，最終獲得了機器人各桿件的截面尺寸。通過這種優(yōu)化設(shè)計方法所獲得的