四自由度機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃和物體搬運(yùn)系統(tǒng)【文獻(xiàn)綜述】

1、1畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述電氣工程及其自動(dòng)化電氣工程及其自動(dòng)化四自由度機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃和物體搬運(yùn)系統(tǒng)四自由度機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃和物體搬運(yùn)系統(tǒng)一、設(shè)計(jì)四自由度機(jī)械臂的意義盡管對(duì)于機(jī)械操作臂的研究已不是一個(gè)全新的課題，但是，如何在機(jī)械手臂高位置精度的條件下，盡可能地降低制造成本和縮短制造周期，這仍是值得不斷探索的問(wèn)題。傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)械臂，其設(shè)計(jì)方法多為串聯(lián)形式，即通過(guò)將驅(qū)動(dòng)與傳動(dòng)元（如電機(jī)、減速器等）直接安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)副附近，這樣的設(shè)計(jì)雖然簡(jiǎn)

2、單直接，但是由于驅(qū)動(dòng)件自身成為了機(jī)械臂負(fù)載，能大大減少機(jī)械臂的有效載荷，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)等不良影響降低機(jī)械臂定位精度。為此提出了利用鋼絲傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)件到末端負(fù)載的動(dòng)力傳遞，這樣的設(shè)計(jì)可以最大程度減小驅(qū)動(dòng)件本身對(duì)于機(jī)械臂負(fù)載能力的影響，同時(shí)由于鋼絲本身的彈性也使得機(jī)械臂具有一定柔性，實(shí)現(xiàn)一定的自適應(yīng)功能。由于傳動(dòng)件的位置調(diào)整，所以在控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，要求能夠?qū)τ跈C(jī)械臂最終的末端位置準(zhǔn)確地進(jìn)行反饋控制。四自由度的關(guān)節(jié)式機(jī)器人在當(dāng)今工業(yè)

3、界有廣泛應(yīng)用。它分別由四個(gè)旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行操縱，其末端可以靈活地在三維空間中運(yùn)動(dòng)。根據(jù)旋轉(zhuǎn)的方向不同，旋轉(zhuǎn)軸分為平行于連桿和垂直連桿的兩類關(guān)節(jié)。題目中所給出的簡(jiǎn)化機(jī)械臂模型可以歸類為由步進(jìn)式電機(jī)進(jìn)行操縱的設(shè)備這種操縱的優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定而可靠但是缺點(diǎn)在于步長(zhǎng)是離散化的可能會(huì)對(duì)精度造成影響.題目要求為這類機(jī)器人設(shè)計(jì)一個(gè)通用的算法用來(lái)計(jì)算執(zhí)行指定動(dòng)作所要求的指令序列.二、機(jī)器人的國(guó)內(nèi)外研究狀況1、機(jī)器人的國(guó)內(nèi)研究狀況我國(guó)有組織有計(jì)劃地發(fā)展機(jī)器人事業(yè)應(yīng)該說(shuō)

4、是從“七五”期間的科技攻關(guān)及實(shí)施“863計(jì)劃”開(kāi)始的。經(jīng)過(guò)十幾年來(lái)的研制、生產(chǎn)、和應(yīng)用，有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。目前在一些方面，如噴涂機(jī)器人、弧焊機(jī)器人、點(diǎn)焊機(jī)器人、搬運(yùn)機(jī)器人、裝配機(jī)器人、特種機(jī)器人(水下、爬壁、管道、遙控等機(jī)器人)，已掌握了機(jī)器人的設(shè)計(jì)制造技術(shù)，解決了控制、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和配置、軟件的設(shè)計(jì)和編制等關(guān)鍵技術(shù)；還掌握了自動(dòng)化3本但其技術(shù)水平較高占有一定的優(yōu)勢(shì)。在亞洲，韓國(guó)的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展也很迅速，現(xiàn)排名世界前列而日本、韓國(guó)和新加

5、坡的機(jī)器人密度(即制造業(yè)中每萬(wàn)名雇員占有的工業(yè)機(jī)器人數(shù)量)居世界第13位，包攬了前三名。西歐的意大利、法國(guó)、英國(guó)和東歐的匈牙利、波蘭等，機(jī)器人制造業(yè)及應(yīng)用機(jī)器人的情況都有很大發(fā)展。圖1圖2其他特種機(jī)器人是國(guó)外近年來(lái)才迅速發(fā)展起來(lái)的，是機(jī)器人技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向，主要研究方向有：空間機(jī)器人，醫(yī)用機(jī)器人，水下機(jī)器人，建筑機(jī)器人和軍用排爆機(jī)器人等等?，F(xiàn)在國(guó)外的機(jī)器人各個(gè)方面的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀為：2.1機(jī)械結(jié)構(gòu)以關(guān)節(jié)型為主流，80年代發(fā)明的適用于

6、裝配作業(yè)的平面關(guān)節(jié)型機(jī)器人約占總量的1／3。90年代初開(kāi)發(fā)的適應(yīng)于窄小空間、快節(jié)奏、全工作空間范圍的垂直關(guān)節(jié)型機(jī)器人大量用于焊接和上、下料。應(yīng)3K和汽車、建筑、橋梁等行業(yè)的需求，超大型機(jī)器人應(yīng)運(yùn)而生。2.2控制技術(shù)大多采用32位CPU，控制軸數(shù)多達(dá)27軸，NC技術(shù)、離線編程技術(shù)大量采用。協(xié)調(diào)控制技術(shù)日趨成熟，實(shí)現(xiàn)了多手與變位機(jī)、多機(jī)器人的協(xié)調(diào)控制。采用基于PC的開(kāi)放結(jié)構(gòu)的控制系統(tǒng)已成為一股潮流。2.3驅(qū)動(dòng)技術(shù)80年代發(fā)展起來(lái)的AC伺服驅(qū)