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异形小工件抛光机械手的轨迹规划研究

作 者: 钟梅炳
导 师: 史天录
学 校: 五邑大学
专 业: 机械制造及自动化
关键词: 抛光机械手 D-H法 三次样条 A样条 虚拟样机
分类号: TG580.692
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
下 载: 89次
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内容摘要


工业机械手是机械手中的一个重要分支,是机械手领域的重要研究发展方向。对工业机械手运动轨迹规划和控制的研究,一直受到人们的普遍关注。关节型工业机械手以其工作范围大、动作灵活、结构紧凑等特点在机械手中备受设计者和使用者青睐。本文以ABB-IRB2400/10型六自由度关节机械手为研究对象,在深入了解其基本结构的基础上,综合应用机构的坐标变换、运动学、轨迹规划等方面的知识,规划了该机械手末端执行器的运动轨迹,并利用虚拟样机技术模拟了该轨迹规划的过程。归纳起来,本文所做的主要工作有:1.抛光机械手的运动学分析:在简单介绍ABB IRB2400/10型六自由度关节机械手的机械结构及其参数的基础上,应用D-H法建立了其运动学方程,并根据该运动方程对其进行了正运动及逆运动分析。2.抛光机械手的轨迹规划:研究了机械手轨迹规划的实现方法。具体研究了关节空间规划法中的三次样条插值法和A样条插值法,给出本文的任务——在一个空间平面上规划出一个异形曲面和英文字母D,并根据抛光机械手的逆运动方程求出各关键点对应的各关节角位移。3.抛光机械手的虚拟仿真:以ABB IRB2400/10型六自由度机械手为对象,利用ADAMS软件建立了其简化模型的虚拟样机,并进行了三次样条插值及A样条插值情况下的运动仿真和结果分析。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章 绪论  8-13
  1.1 研究背景及意义  8-9
  1.2 国内外研究现状  9-11
  1.3 本文的研究内容  11-13
第二章 抛光机械手的建模及运动分析  13-26
  2.1 ABB IRB 2400/10型机械手简介  13-14
  2.2 ABB IRB 2400/10的位姿描述  14-17
    2.2.1 机械手位姿描述  14-15
    2.2.2 ABB-IRB 2400/10的位姿描述  15-17
  2.3 机械手的位姿坐标变换  17-19
    2.3.1 齐次坐标变换概述  17-18
    2.3.2 平移的齐次变换  18
    2.3.3 旋转的齐次变换  18-19
    2.3.4 D-H齐次变换  19
  2.4 机械手运动学方程  19-20
  2.5 ABB IRB 2400/10的正运动分析  20-22
  2.6 ABB IRB 2400/10的逆运动分析  22-25
  2.7 本章小结  25-26
第三章 抛光机械手的轨迹规划研究  26-40
  3.1 规划概念  26-27
  3.2 轨迹规划方法  27-29
    3.2.1 机器手轨迹规划方法描述  27-29
    3.2.2 关节空间规划和直角坐标空间规划  29
  3.3 三次样条插值  29-34
    3.3.1 三次样条函数的定义  30-31
    3.3.2 三转角方程  31-33
    3.3.3 三弯矩方程  33-34
    3.3.4 三次样条插值法计算步骤  34
  3.4 A样条插值  34-36
  3.5 规划末端执行器的轨迹  36-39
    3.5.1 规划轨迹的关键点  36-37
    3.5.2 计算关节变量值  37-39
  3.6 本章小结  39-40
第四章 抛光机械手的运动仿真  40-55
  4.1 虚拟样机技术  40-41
  4.2 ADAMS软件  41-42
  4.3 抛光机械手机械手的虚拟样机  42-47
    4.3.1 几何建模  42-45
    4.3.2 添加约束  45-46
    4.3.3 添加驱动  46-47
    4.3.4 模型调试及仿真参数设置  47
  4.4 三次样条插值仿真结果  47-51
    4.4.1 总体运行效果  47-49
    4.4.2 关节变量的测量  49-51
  4.5 A样条插值仿真结果  51-54
    4.5.1 总体运行效果  51-52
    4.5.2 关节变量的测量  52-54
  4.6 本章小结  54-55
结论  55-56
攻读硕士期间发表的论文  56-57
致谢  57-58
参考文献  58-59

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属切削加工及机床 > 磨削加工与磨床 > 一般性问题 > 磨削加工工艺 > 抛光
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