六自由度机械手运动学、动力学分析及计算机仿真

论文题目: 六自由度机械手运动学、动力学分析及计算机仿真

论文类型: 硕士论文

论文专业: 机械设计及理论

作者: 谷鸣宇

导师: 秦荣荣

关键词: 机械手,运动学,动力学,重力向量,仿真

文献来源: 吉林大学

发表年度: 2005

论文摘要: 本文以IRB2400/10 型六自由度机械手为研究对象,分别采用D-H 法和拉格朗日-欧拉方法,对该机械手的运动学和动力学进行分析,建立了机械手的运动学模型和动力学模型;并通过实验模拟了一个机械手的喷涂作业过程。然后利用虚拟样机技术,在机械系统动力学软件——ADAMS 上建立机械手的仿真模型,按照已经规划的末端工具运动轨迹,对实验过程进行运动学仿真,并研究了机械手的运动学和动力学指标在运动过程中的变化情况;最后在机械手动力学方程的基础上,针对动力学方程中的重力项,利用MATLAB/simulink模块研究了连杆重力对关节驱动力矩的影响。

论文目录:

第1章 绪论

1.1 工业机器人技术

1.1.1 工业机器人简介

1.1.2 工业机器人的发展现状

1.2 虚拟样机技术

1.3 ADAMS 软件概述

1.4 机器人运动学、动力学研究的概况

1.5 本文的主要工作内容

第2章 位姿描述和齐次变换

2.1 刚体位姿描述

2.1.1 位置的描述

2.1.2 方位的描述

2.1.3 位姿的描述

2.2 坐标变换概述

2.2.1 坐标平移变换

2.2.2 坐标旋转变换

2.2.3 一般变换

2.4 齐次坐标和齐次变换

2.5 齐次变换矩阵的乘法运算

本章小结

第3章 机械手运动学

3.1 机械手连杆参数和连杆坐标系

3.1.1 连杆描述

3.1.2 连杆连接的描述

3.1.3 连杆参数和关节变量

3.1.4 连杆坐标系

3.1.5 连杆坐标系规定的连杆参数

3.2 连杆变换和运动学方程

3.3 IR82400/10 型机械手连杆间的坐标变换

3.4 IR82400/10 型机械手的运动学方程

3.5 运动学反解分析

3.5.1 关节角θ_1

3.5.2 关节角θ_2

3.5.3 关节角θ_3

3.5.4 关节角θ-4

3.5.5 关节角θ_5

3.5.6 关节角θ_6

3.6 雅可比矩阵

3.7 奇异性

本章小结

第4章 喷涂实验

4.1 IR82400/10 型机械手简介

4.2 实验描述

4.2.1 初始位置定义

4.2.2 机械手工作过程

4.3 坐标系的定义

4.3.1 工具坐标系及定义方法

4.3.2 工件坐标系及定义方法

4.4 示教程序

4.5 程序说明

4.6 程序导入

4.7 程序调试和执行

4.8 实验结果

本章小结

第5章 规划仿真轨迹

5.1 建立工件坐标系

5.2 各段轨迹方程

5.3 轨迹上的点在基坐标系中的位置

5.4 轨迹点的选取

5.5 工具姿态的确定

5.6 关节数据的计算

本章小结

第6章 机械手样机模型

6.1 设置操作环境

6.2 建立样机参数化模型

6.2.1 建立基础设计变量

6.2.2 基座的建模

6.2.3 连杆1 的建模

6.2.4 连杆2 的建模

6.2.5 连杆3 的建模

6.2.6 连杆4 的建模

6.2.7 连杆5 的建模

6.2.8 连杆6 的建模

6.2.9 工具的建模

6.2.10 机械手模型

6.2.11 传送带的建模

6.3.2 添加固定铰链

6.4 为机构添加驱动

6.5 添加关节角度范围传感器

6.6 模型的细化

本章小结

第7章 机械手运动学仿真

7.1 仿真假设

7.2 模型调试和仿真分析控制参数设置

7.3 工具末端运动轨迹

7.4 各个关节转角的测量

7.5 关节角速度的测量

7.6 工具姿态的测量

7.7 工具速度的测量

7.8 工具位置的测量

7.9 各连杆质心角速度的测量

7.10 各关节角时、频曲线的转换

7.11 建立速度选择对话框

7.11.1 建立对话框

7.11.2 在菜单栏上添加对话框菜单键

7.12 三种速度下的铰链支反力

7.13 杆件动能的测量

本章小结

第8章 动力学分析

8.1 机械手动力学

8.1.1 关节速度的表示方法

8.1.2 机械手的动能

8.2 在MATLAB/simulink 中分析动力学方程的重力向量

8.3 在simulink 中的仿真分析结果

本章小结

结论

参考文献

中文摘要

英文摘要

致谢

导师及作者简介

发布时间: 2005-08-26

参考文献

• [1].一种机械手的运动学和动力学分析[D]. 傅国栋.华中农业大学2015
• [2].六轴机械臂避碰运动学算法研究[D]. 曾鹏.哈尔滨工程大学2007
• [3].六自由度模块化操作臂的运动学分析及轨迹规划[D]. 姜宏超.华东理工大学2015
• [4].高速并联机械人运动学标定方法研究[D]. 李毅.天津大学2009
• [5].仿人机械臂的末端执行器的运动学与力学分析[D]. 田凤娟.河北工业大学2015
• [6].高精度平面连杆机构设计及运动学优化[D]. 王宏伟.哈尔滨工业大学2006
• [7].物流机器人方案设计及运动学、动力学研究[D]. 杨文栋.西安理工大学2008
• [8].基于轨迹的4R机械手的运动学最优参数研究[D]. 董亚丽.沈阳工业大学2017
• [9].六自由度机器人结构设计、运动学分析及仿真[D]. 张焕.西安理工大学2004
• [10].并联机床运动学标定与实验方法的研究[D]. 邢登鹏.天津大学2006

相关论文

• [1].移动机器人操作机械手设计与分析[D]. 朱骏.南京理工大学2006
• [2].移动机械手动力学建模及其仿真研究[D]. 师名林.天津理工大学2007
• [3].移动机械手运动学分析及仿真[D]. 胡坤.河北工业大学2006
• [4].移动机械手运动学和动力学分析及仿真[D]. 赵山杉.河北工业大学2006
• [5].六自由度串联机械手位置逆解若干问题的研究[D]. 李小唐.北京邮电大学2006
• [6].多关节机械手设计与运动学研究[D]. 杨春杰.武汉理工大学2002

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