噴涂機(jī)器人的設(shè)計(jì)及其運(yùn)動(dòng)誤差分析.pdf

1、噴涂機(jī)器人屬于工業(yè)機(jī)器人的范疇,它是機(jī)器人技術(shù)在噴涂工藝中的典型運(yùn)用。由于噴涂工藝的特殊性,與一般的工業(yè)機(jī)器人相比,噴涂機(jī)器人在作業(yè)過程中其末端要求以較高的速度運(yùn)動(dòng),而且在噴涂區(qū)保持速度均勻。本文設(shè)計(jì)了一種五自由度噴涂機(jī)器人,并作了以下幾個(gè)方面的研究:
　　(1)根據(jù)任務(wù)要求,在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采用關(guān)節(jié)型。首先對(duì)機(jī)器人工作空間進(jìn)行分析,確定了機(jī)器人的連桿長度。然后對(duì)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì),通過對(duì)不同驅(qū)動(dòng)方式的比較,確定采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)

2、動(dòng)。最后參考同類機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)參數(shù),結(jié)合實(shí)際工作情況,確定了機(jī)器人的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)速度以及運(yùn)動(dòng)范圍。
　　(2)根據(jù)機(jī)器人實(shí)際結(jié)構(gòu)建立了D-H運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,在此基礎(chǔ)上對(duì)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)正問題和逆問題進(jìn)行研究,并對(duì)運(yùn)動(dòng)學(xué)正反解的進(jìn)行了推導(dǎo)。通過矢量法推導(dǎo)了相鄰連桿坐標(biāo)系間的速度關(guān)系,完成了機(jī)器人的速度分析。
　　(3)介紹了機(jī)器人軌跡生成的各種方法,在對(duì)機(jī)器人工作空間進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,確定了機(jī)器人末端關(guān)節(jié)在笛卡爾空間的路徑,并對(duì)該路徑進(jìn)行離

3、散,通過齊次坐標(biāo)變換,求出中間點(diǎn)在基坐標(biāo)系下的位姿。在運(yùn)動(dòng)學(xué)反解的基礎(chǔ)上,將笛卡爾空間的中間點(diǎn)映射到關(guān)節(jié)空間,然后在關(guān)節(jié)空間對(duì)關(guān)節(jié)角進(jìn)行插值。
　　(4)分析由靜態(tài)誤差引起的機(jī)器人末端位姿誤差的來源,對(duì)誤差源進(jìn)行了分類,然后利用微分法對(duì)坐標(biāo)系的微分運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了公式推導(dǎo),最后在此基礎(chǔ)上分別采用矩陣法和攝動(dòng)法建立了機(jī)器人靜態(tài)位姿誤差模型。
　　本文設(shè)計(jì)了噴涂機(jī)器人的本體結(jié)構(gòu),對(duì)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)進(jìn)行了分析,完成了誤差分析與建模,并對(duì)機(jī)器