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文檔簡介
1、本文依托國家自然科學基金“大型重載起重吊裝空間協(xié)作柔索并聯(lián)構(gòu)型裝備機構(gòu)的動態(tài)性能分析與協(xié)調(diào)控制技術(shù)研究(51275515)”項目,針對一種電液混合驅(qū)動柔索并聯(lián)運動平臺(EH-CPMP),對其三維建模、機構(gòu)運動學研究、虛擬樣機仿真分析、運動控制系統(tǒng)、安全監(jiān)測系統(tǒng)以及實驗開展等問題展開研究,本文完成的主要工作歸納如下:
?。?)對 EH-CPMP平臺進行三維建模,相比傳統(tǒng)的柔索并聯(lián)機器人,該平臺具有電液驅(qū)動混合式、可重構(gòu)模塊化、塔架
2、高度可調(diào)節(jié)的特點,其運動相對較復(fù)雜,本文主要考慮六根柔索的運動形式,進而將其簡化為六電機協(xié)同工作的并聯(lián)機構(gòu)模型,并對其開展運動學研究,包括運動學正解和逆解,分別建立其運動學正逆解的求解方法,并且利用MATLAB編程求解其運動學正逆解。在運動學正解求解上,采用基于數(shù)值的位姿正解求解算法,并在六個自由度上與期望軌跡進行對比,驗證了利用基于數(shù)值的位姿正解求解算法來求解EH-CPMP平臺運動學正解的可行性。
?。?)對簡化的六電機協(xié)同工
3、作的并聯(lián)機構(gòu)模型進行虛擬樣機仿真分析,在ADAMS中建立動力學模型,建模前對柔索模型進行合理的假設(shè),然后對動力學模型的直線軌跡和圓弧軌跡進行求解,從仿真結(jié)果可以看出由于柔索自身存在柔彈性及自重等原因,導致末端執(zhí)行器的運動軌跡與期望軌跡存在一定成都的偏差。
?。?)對 EH-CPMP平臺的運動控制軟硬件分別進行設(shè)計,所設(shè)計的運動控制硬件系統(tǒng)主要包括伺服電機及其驅(qū)動器、運動控制器、工控機和配對電源;所設(shè)計的運動控制軟件系統(tǒng)主要是通過
4、 LABVIEW編寫上位機軟件來控制運動控制器,并通過運動控制器進一步控制六柔索電機協(xié)同工作使末端執(zhí)行器走相應(yīng)的運動軌跡。實驗研究表明:本文設(shè)計的運動控制系統(tǒng)基本滿足運動控制要求,運動控制上存在一定的誤差。
?。?)對 EH-CPMP平臺安全監(jiān)測系統(tǒng)的軟硬件分別進行設(shè)計,硬件結(jié)構(gòu)方面主要包括傳感器選型,監(jiān)測電路板的制作;軟件結(jié)構(gòu)方面介紹了安全監(jiān)測系統(tǒng)的上位機設(shè)計,包括三大功能模塊:紅外避障模塊、慣性傳感模塊以及實時位置模塊,重點
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