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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
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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。
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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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