开放式冗余度教学机器人的结构设计及控制

摘要

传统制造模式是一个开环系统,它是靠大量消耗资源和破坏环境为代价的工业发展模式,很少系统地考虑其环境属性.绿色技术是实现可持续发展的有效途径,它改变了原来末端治理的环境保护办法,着眼于产品的生命周期全过程.要使机器人产品在其整个生命周期内满足优质、高效、低耗、安全、清洁的目标,必须从源头抓起,进行全过程的控制.随着机器人应用领域的日益扩大,机器人产品正朝着多品种、多规格、小批量等方向发展.开放式模块化冗余度教学机器人的研制无疑给其应用提供了更多选择机会.但是未来的问题是任务对象的千变万化、工作空间的不同,加之模块机器人可随意组合,模块化机器人的设计已经成为我国机器人产业化的前沿性课题之一.本文在发展和完善模块化设计理论的基础上,研究了冗余度机器人的模块化结构设计,以及三维造型在模块化设计中的作用,并提出一些模块的设计准则和优化组合方式;基于机器人运动的需要,运用模块化设计思想,研究设计了一种新型冗余度机械手.由于具有冗余性,工作性能(避障等)得到进一步完善.同时,具有4个自由度(均为转动),尤其适应各种不同的工作需要,不仅能使末端执行器到达较大的工作范围,而且还有利于控制系统的简化;根据机器人运动的特点,引进了伪逆算法,开展了运动控制的研究,通过冗余机器人仿真验证了算法的正确性.最后,对今后的研究工作提出了努力方向.

目录

文摘

英文文摘

东南大学学位论文独创性声明及使用授权声明

第一章绪论

1.1引言

1.2开放式冗余度机器人的研究进展

1.3本文的主要研究工作

1.4本章小结

第二章开放式冗余度教学机器人的结构设计

2.1开放式冗余度教学机器人的结构设计

2.2开放式冗余度教学机器人的传动系统的设计

2.3开放式冗余度教学机器人的旋转

2.4第一臂

2.5第二臂

2.6第三臂

2.7本章小结

第三章开放式冗余度教学机器人的三维模型动态仿真

3.1开放式冗余度教学机器人的三维模型动态设计思路

3.2开放式冗余度教学机器人的三维造型实现

3.3开放式冗余度教学机器人的三维模型动态实现方法

3.4开放式冗余度教学机器人的动画制作与渲染

3.5本章小结

第四章开放式冗余度教学机器人的运动学控制

4.1开放式冗余度教学机器人的运动学分析

4.2开放式冗余度教学机器人的避障控制

4.3本章小结

第五章结论

5.1本文研究成果

5.2今后的研究工作

致谢

参考文献

作者简介