六连杆机器人运动轨迹模拟仿真的研究

摘要

核酸扩增基因芯片杂交检测仪的一个重要过程是芯片按规定的轨迹运动，并按特定的时间定位在预期位置。控制系统在整个检测仪的机械系统中起到很重要的作用，精确的运动控制算法可以保证机械手按规定的轨迹运动，并能准确的定位。
　　 本文将六连杆串联机器人应用到检测仪中，并利用ADAMS(Automatic DynamaicAnalysis of Mechanical System)与MATLAB(MATrix LABoratory)研究本检测仪机械系统的虚拟控制技术，六连杆串联机器人虚拟样机轨迹规划控制。
　　 (1)制定工具手位置运动轨迹曲线及其姿态。依据机器人技术的运动学问题，建立机器人机构运动学方程，构件坐标系，求解机器人机构运动学方程的解。另外，用解析几何方法求各个关节变量解。
　　 (2)利用MATLAB建立轨迹曲线数组，求关节变量数组。并绘制运动学正运动运动轨迹曲线，验证关节变量解的正确性。
　　 (3)利用ADAMS建立虚拟样机模型，添加约束，驱动，轨迹规划仿真。
　　 (4)将MATLAB中计算得到关节变量数组在ADAMS中以曲线模式存储数据，各关节的驱动变量按数据曲线变化，达到工具点按预期位姿轨迹运动。并在这两种环境下联合仿真，分析获得的机电联合仿真结果。
　　 通过本文对六连杆串联机器人运动学的研究，得到可以将其应用到基因芯片检测仪中的可行性，并对建立真实样机有一定参考价值。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪 论

1.1 选题依据和背景

1.2 课题的意义

1.3 课题的总体要求及内容

第二章 ADAMS与MATLAB

2.1 ADAMS软件介绍

2.2 MATLAB软件简介

第三章 原基因芯片检测仪数学模型

3.1 机器人模型的建立

3.1.1 D-H参数的确定

3.1.2 从关节变量到手部位姿-运动学正问题

3.1.3 机械手的工作范围及运动轨迹

3.1.4 机械手的工作姿态

3.2 本机器人模型局限性

3.3 本章小结

第四章 六连杆串联机器人运动分析

4.1 串联机器人机构简介

4.2 本机器人的简介

4.3 机器人机械模型设计

4.4 机器人数学模型设计

4.4.1 构件坐标系的建立

4.4.2 建立机器人机构运动学方程

4.3.3 机器人机构运动学方程的解

4.5 机器人关节变量MATLAB求解及确认

4.6 ADAMS仿真及与MATLAB联合仿真

4.7 本章小节

第五章 结论与展望

参考文献

致谢