Delta機(jī)器人軌跡跟蹤控制仿真研究.pdf

1、隨著機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)器人已經(jīng)在各行各業(yè)被廣泛使用，其中并聯(lián)機(jī)器人因具有操作空間大、承載能力強(qiáng)、運(yùn)動(dòng)精度高、運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解簡(jiǎn)單、操作速度快等一系列優(yōu)點(diǎn)，受到眾多研究者的青睞。近幾年來(lái)，在化妝品、藥品和電子等領(lǐng)域的包裝生產(chǎn)線上，存在著大批量重復(fù)性的工作，如拆卸、分揀、搬運(yùn)等，目前這類工作大部分由人工來(lái)完成，這勢(shì)必會(huì)降低工作效率和產(chǎn)品精度。因此急需開發(fā)一種少自由度機(jī)械手來(lái)代替人工完成上述工作，以提高工作效率和產(chǎn)品精度。Delta機(jī)器人是一

2、種典型的空間三自由度平動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)，與串聯(lián)機(jī)器人相比，它的整體結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單、末端執(zhí)行器運(yùn)動(dòng)速度高等優(yōu)點(diǎn)，已成功解決了上述問題并得到廣泛應(yīng)用。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)Delta機(jī)器人在軌跡規(guī)劃、控制策略等方面的研究還不夠成熟，導(dǎo)致在運(yùn)行過程中存在運(yùn)動(dòng)精度不高、運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性較低等問題。
　　本文以工業(yè)中應(yīng)用最為廣泛的三自由度Delta機(jī)器人為研究對(duì)象，首先對(duì)國(guó)內(nèi)外Delta機(jī)器人的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了概括總結(jié)。
　　其次以Delta機(jī)器人的工作原理和

3、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為依據(jù)，分析了機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)和結(jié)構(gòu)聯(lián)接形式，運(yùn)用Pro/E軟件建立Delta機(jī)器人的三維實(shí)體模型，并驗(yàn)證了模型的合理性。
　　再者利用Pro/E軟件和ADAMS軟件之間的接口，將所建立的Delta機(jī)器人的三維實(shí)體模型導(dǎo)入到ADAMS中，通過添加質(zhì)量和約束建立虛擬機(jī)器人模型，在關(guān)節(jié)空間中對(duì)Delta機(jī)構(gòu)的期望軌跡進(jìn)行合理的軌跡規(guī)劃，基于ADAMS軟件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)仿真分析。仿真結(jié)果表明：末端執(zhí)行器的速度和加

4、速度以及主動(dòng)臂的角速度和角加速度隨時(shí)間變化均勻且連續(xù)，拐角處過渡平滑；Delta機(jī)器人運(yùn)行過程較為平穩(wěn)，具有良好的運(yùn)動(dòng)性能。
　　最后為了改善機(jī)構(gòu)的軌跡跟蹤精度，以Delta機(jī)器人末端執(zhí)行器的運(yùn)動(dòng)軌跡為控制目標(biāo)，采用MATLAB軟件分別建立PID控制系統(tǒng)和模糊PID控制系統(tǒng)，基于ADAMS和MATLAB進(jìn)行聯(lián)合仿真。仿真結(jié)果表明：模糊PID控制相對(duì)于PID控制不僅響應(yīng)速度較快，而且控制精度較高，達(dá)到了較為滿意的仿真效果，該結(jié)果可為