一种新型柔索并联机器人系统研究与开发

摘要

该文提出一种新型并联机器人机构;提出利用张紧后具有刚性的柔索代替传统的诸如液压缸、滚珠丝杠等来驱动该类并联机器人.该文还包括样机实现过程中的许多想法.该课题为探索性研究与样机开发.内容包括建立该并联机器人机构学模型位置分析正、逆向数学模型,研究该机器人的位姿描述与变换,运动学正、逆问题模型,动力学问题模型,轨迹规划与控制,工作空间分析,误差分析,补偿控制,计算机控制方法,计算机接口卡及电机驱动器开发,机器人操作语言开发等等.设计并制作了该并联机器人样机系统,验证这种新型并联机器人的可行性.通过完成的机器人样机系统,检验推导的理论结果和计算机仿真结果;实践研究过程中的一些想法;利用开发的该类并联机器人操作语言系统控制模型机完成一些操作任务,如让模型机按编写的命令文件在纸上进行写字、画图,配以作者高中时自制的

目录

文摘

英文文摘

第一章引言

1.1机器人的发展与应用

1.2并联机器人的提出、特点和应用

1.3并联机构学理论的地位与意义

1.4柔索传动并联机器人的出现与特点

1.5本课题的内容与意义

第二章该机器人机构组成及机构位置分析

2.1该机器人操作机样机组成

2.2机构的组成

2.3机构的自由度分析

2.4机构的位置分析

2.5坐标变换

第三章运动影响系数及运动学分析

3.1一阶影响系数矩阵及速度分析

3.2二阶影响系数矩阵及加速度分析

3.3运动映射

第四章力学分析

4.1静力学分析

4.2动力学分析

4.2.1角速度分析

4.2.2角加速度分析

4.2.3动力学模型

第五章工作空间与误差分析

5.1工作空间分析

5.2误差分析与提高精度的方法讨论

第六章轨迹规划

6.1机器人轨迹规划

6.1.1机器人LSPB轨迹规划

6.1.2机器人BBPB轨迹规划

6.1.3多轴协调轨迹规划

6.2控制运动轨迹的插补原理

6.2.1直线运动轨迹插补

6.2.2圆弧运动轨迹插补

第七章系统构成及驱动控制

7.1样机系统构成

7.2接口卡及手工模型样机

7.3张紧柔索力控制

7.4步进电机驱动控制与软件环型脉冲分配器

7.4.1步进电机

7.4.2步进电机驱动与控制

7.4.3软件环型脉冲分配器

7.5加减速定位控制原理

第八章机器人语言

8.1机器人语言简介

8.2机器人编程语言的类别和基本要求

8.3开发的机器人操作语言介绍

第九章结论

参考文献

致谢

附图