一种Delta型机器人的结构设计开题报告
2022-11-23 11:39:17
1. 研究目的与意义
将工业机器人按照机械结构类型划分,可以分为串联机器人和并联机器人。串联机器人结构较为简单、工作空间大,在工业生产中得到广泛的应用。相比于串联机器人,Delta并联机器人也具有诸多的优点,如末端执行器上被六条连杆相连接,拥有更大的刚度,更加稳定的结构;负载性能更好;定位精度更高;运动负荷较小等,所以Delta并联机器人成为了机器人研究领域的热点之一。
Delta并联机器人的设计分析涉及机械、力学、计算机多学科知识,对机械大类专业学生的专业技能提升有很大帮助。
2. 课题关键问题和重难点
在此次课题设计中,应着重考虑以下几个关键问题:
1、delta并联机器人运动学分析,通过对简化的delta并联机器人模型进行正、逆运动学分析,得出正、逆运动学位置、速度以及加速度求解方程。
2、采用matlab软件编程求解正、逆运动学方程,并给出delta并联机器人工作空间。计算选取一组设计参数。
3. 国内外研究现状(文献综述)
文献[1]本文针对delta并联机构,基于矢量法和空间机构学,建立该机构简化模型和坐标系,利用向量关系,推导了该机构的运动学位移方程和正、逆位移解求解方程,基于科学计算软件matlab设计编写了正、逆位移解求解程序,并给出了相应算例,为后续研究奠定基础。从该篇文献中我了解到如何去构建delta型机器人的简化模型,对其进行正、逆运动学分析的意义在于得出它的运动轨迹以及方程的求解,从而利用matlab编程实现机构工作空间仿真,为delta并联机构轨迹规划和动力学分析提供了必要基础。
文献[2]本文根据掌握的大量资料文献,对delta系列机器人在运动学、动力学、控制策略、机构性能与尺度综合等方面主要研究成果、进展进行了综述,并对存在的问题和进一步的方法思路进行了总结展望。文献中对于需进一步研究的问题与思路方法我认为应该结合起来分析阐述而不是分开说明,这样有利于读者更好的掌握其研究方法。
文献[3]首先介绍了本课题研究的delta并联机器人,简化了其结构,运用解析几何获得了机器人的位置正逆解的解析表达式,建立了两个基于matlab与adams的联合仿真系统,验证了结构简化的合理性及位置正逆解的正确性;然后对机器人的奇异位形进行了分析,获得了奇异位形出现的条件,并提出了规避方法。针对本并联机器人的实际运用要求,提出满足实际需求的任务作业空间,分析获得了该空间的解析表达式。接着对机器人的逆向动力学的简化模型进行了较深入的分析,经matlab算例分析获得了较优的结构参数。最后,对机器人末端执行器的运动轨迹进行了研究,获得了周期短、运动无冲击的轨迹和路径。这篇文献的亮点在于设计了基于逆向动力学模型的计算力矩控制器,并建立基于matlab与adams控制联合仿真系统。结果显示路径中间点的位置精度低,而末端点的位置精度高,因机器人主要运用在频繁的抓放场合,不要求中间点有高精度,所以满足实际运用需求。
4. 研究方案
首先查阅资料文献,将资料进行筛选整合并研究,对delta型机器人有一定的初步了解。
其次针对并联机器人,对其进行正逆运动学分析,给出运动位置、速度和加速度求解方程。
接着利用matlab编程分析工作空间。
5. 工作计划
第1周 完成英文翻译,提交英文翻译给指导老师批阅。英文翻译经指导老师批阅合格并确认后,译文和原文均上传至毕业设计管理系统,译文封面用标准模板。查阅文献资料,撰写开题报告。学习《汽车构造》中有关驱动桥的相关内容。
第2周 开题报告经指导老师批阅合格并确认后,开题报告封面用标准模板,
上传至毕业设计管理系统。