復(fù)雜環(huán)境側(cè)裝裝校機(jī)器人的設(shè)計與研究.pdf

1、在某工程建設(shè)中，有大量的潔凈精密光學(xué)模塊需要從側(cè)面裝入到主體裝置。這些模塊種類繁多，外形尺寸、結(jié)構(gòu)和重量也有很大差別，每類模塊都有其獨(dú)特的安裝位置，安裝空間復(fù)雜且狹小，安裝到位的過程中需要對模塊的姿態(tài)進(jìn)行調(diào)整而且有一定的精度要求，安裝作業(yè)任務(wù)頻繁而嚴(yán)峻。本文正是針對該安裝作業(yè)任務(wù)的需要，設(shè)計一臺滿足所有側(cè)裝光學(xué)模塊的安裝需求并具有一定精度和作業(yè)效率的八自由度串聯(lián)側(cè)裝裝校機(jī)器人。
　　論文首先介紹國內(nèi)外冗余度機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀和運(yùn)動學(xué)

2、研究現(xiàn)狀，對裝校系統(tǒng)的作業(yè)環(huán)境、作業(yè)對象和作業(yè)流程進(jìn)行詳細(xì)的介紹和分析，在此基礎(chǔ)上提出裝校機(jī)器人的功能和技術(shù)指標(biāo)。結(jié)合裝校作業(yè)的實際情況，通過冗余度機(jī)器人的構(gòu)型比較確定裝校機(jī)器人的總體設(shè)計方案。隨后，簡要介紹機(jī)器人運(yùn)動學(xué)分析的數(shù)學(xué)理論，采用D-H參數(shù)法建立裝校機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)模型，完成機(jī)器人的正向運(yùn)動學(xué)分析。針對八自由度串聯(lián)機(jī)器人逆向運(yùn)動學(xué)分析的難點(diǎn)，采用“關(guān)節(jié)變量虛化法”，重新構(gòu)建了一個“虛擬六自由度機(jī)器人”，采用解析法求出其逆解后，以

3、“占用空間最小”為優(yōu)化原則，利用1stOpt軟件中的麥夸特算法得到八自由度裝校機(jī)器人的優(yōu)化逆解結(jié)果，并且通過實例驗證逆向運(yùn)動學(xué)方法的可靠性。然后，利用Matlab中的Robotics Toolbox對正、逆運(yùn)動學(xué)進(jìn)行仿真，直觀地確定正逆向運(yùn)動學(xué)分析方法的正確性和機(jī)構(gòu)設(shè)計的合理性。根據(jù)正向運(yùn)動學(xué)結(jié)論，采用蒙特卡羅方法，借助Matlab軟件對裝校機(jī)器人的工作空間進(jìn)行仿真分析，表明機(jī)構(gòu)可以滿足實際的裝校作業(yè)需求。最后，應(yīng)用Ansys Work