三自由度Delta机器人运动、动力学分析及仿真研究

摘要

随着国际机器人的不断成熟和我国市场对机器人的大量需求，机器人的到来将掀起又一次的工业革命。工业机器人的诞生不仅提高了生产效率、改善了人们的工作环境，而且还代表这我国现代工业将向着智能化道路发展的趋势。尤其是Clavel教授发明的Delta机器人最为成功，其具有误差小、响应快、承载性能好等优点，已被广泛用于电子行业、食品行业、医疗行业等中的快速分拣、搬用、拾取等工序中。因此本文将以Delta机器人为模型进行研究。
　　首先，对机器人的结构和特点进行分析，并进行必要的模型简化处理，并对自身的几何约束条件进行分析，从而建立机器人的运动学数学模型。基于机器人运动学数学模型并运用数值方法，同时分析了并联机器人在工作空间范围内安全运行的约束条件，将其编写成Matlab语句，得出在Matlab软件下机器人动平台的三维可视化工作空间，为轨迹研究打下基础。
　　其次，研究机器人的动力学的相关理论，对并联机器人模型进行假想拆分，并对模型进行合理的假设和简化，再通过求得Lagrange函数并结合Lagrange法建立完整的Delta机器人的动力学数学模型。
　　然后，参照该机器人的图纸，依照其各部分间的运动关系和连接方式，并在 UG软件中建立该机器人的三维实体模型。并将此模型导入adams里，加约束、修改机器人的各项属性、加驱动，在ADAMS里的后处理模块中导出各驱动关节的性能图，并依此为依据对机器人动力学分析。
　　最后，对 DELTA机器人的奇异性分析，采用了以雅克比矩阵作为判别式，分析Delta机器人存在的奇异位形，并画出了相应的奇异位形，同时分析了每种奇异性导致的危害和提出相应解决方案。为Delta机器人在操作过程中避免产生很大的冲击和振动，我们基于运动学反解，并运用多项式修正的方法进行了轨迹规划。

目录

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目录

1绪论

1.1并联机构的发展史

1.2DELTA机器人的研究发展

1.3 本课题研究的目的及意义

2运动学分析

2.1引言

2.2 Delta机器人运动学分析

2.3数值仿真分析

2.4 Delta并联机器人空间分析

2.5本章小结

3.动力学分析

3.1引言

3.2动力学建模方法

3.3 Delta动力学建模

3.4本章小结

4机器人的仿真分析

4.1软件的介绍

4.2 UG建立Delta机器人三维实体模型

4.3 UG模型导入到ADAMS里

4.4并联机器人的仿真

4.5本章小结

5 Delta的奇异性与轨迹研究

5.1引言

5.2奇异位形的研究方法

5.3轨迹规划

5.4实例仿真

5.5结束语

总结

参考文献

在学研究成果

致谢