基于SINOVATION的工業(yè)機器人設(shè)計平臺關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、工業(yè)機器人已經(jīng)廣泛應(yīng)用在自動化生產(chǎn)線中，極大地提高了生產(chǎn)效率。作為一種復(fù)雜的機電產(chǎn)品，工業(yè)機器人的作業(yè)種類繁多，其相關(guān)的各種性能指標(biāo)也具有多樣性。在對工業(yè)機器人這種復(fù)雜機電產(chǎn)品進行結(jié)構(gòu)設(shè)計及運動學(xué)、動力學(xué)、靜力學(xué)分析等過程中，缺少一個專業(yè)的數(shù)字化設(shè)計平臺。因此，本文對與工業(yè)機器人設(shè)計平臺設(shè)計和實現(xiàn)有關(guān)的部分關(guān)鍵技術(shù)進行了研究，并開發(fā)了相應(yīng)的功能模塊，對于提高機器人的設(shè)計效率具有重要的意義。
　　本文首先基于D-H方法建立了六自由度

2、工業(yè)機器人的運動學(xué)數(shù)學(xué)模型，通過齊次變換矩陣推導(dǎo)出機器人運動學(xué)正解，利用分離變量法推導(dǎo)了逆運動學(xué)方程得到逆解的解析解。針對多組逆解情況，對運動學(xué)逆解進行了分組并引入關(guān)節(jié)配置編號，提高了逆運動學(xué)求解的計算效率。
　　其次，建立了工業(yè)機器人平臺模型庫?；趨?shù)化建模技術(shù)在SINOVATION中實現(xiàn)了常見類型的工業(yè)機器人三維CAD快速建模，并建立了機器人的三維模型庫;深入分析了基于多領(lǐng)域統(tǒng)一建模語言Modelica的多體動力學(xué)建模原理，

3、并且基于該語言建立了串聯(lián)、并聯(lián)和搬運碼垛機器人的多體動力學(xué)模型。為工業(yè)機器人平臺的快速建模模塊及動力學(xué)仿真模塊奠定了基礎(chǔ)。
　　第三，提出了基于參數(shù)映射的SINOVATION/Modelica模型集成方法。分析了CAD模型與基于Modelica語言的多體動力學(xué)模型的信息構(gòu)成，研究了兩類模型的信息提取技術(shù)，通過SINOVATION與Modelica模型的參數(shù)映射技術(shù)實現(xiàn)了SINOVATION與Modelica的集成，為機器人的多體動