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机器人是一种典型的机电一体化设备,广泛应用于工业生产、太空和海洋探索、国防技术等领域。机器人技术水平已经成为一个国家工业综合实力的标志。本课题与中国航天科工集团某厂合作,在火箭发动机壳体内部粘贴绝热胶片后,为了检查机壳体内的粘贴效果,需要对壳体内部进行检查,用高能粒子发射器照射壳体,使壳体的内部情况反映到照相底片上,照相底片不能用人工提取,所以需要用机械手提取照相底片,并将底片放回原处。
本文以机械手为研究对象,采用Denavit-Hartenberg方法建立了连杆坐标系下的机械手运动学模型,对其进行了运动学正向、逆向求解。同时根据机械手的结构讨论了机械手工作空间的形成、特点和求解方法,文中还构造了机械手的雅可比矩阵,在此基础上,用拉格朗日方法建立了机械手的动力学方程,并对方程作了合理的简化,为机械手动态仿真和实时控制提供可靠的方法和理论依据。
文章讨论了PTP轨迹规划方法,并对机械手进行了自动规划,包括高层规划和底层规划,并根据规划结果进行了动力学仿真。机器人的任务是通过控制系统来具体实现的。机器人控制系统具有开放式控制体系结构,标准化模块和标准通讯接口。本文采用了智能分层递阶PMAC+IPC的结构,实现了整个机器人控制系统。该系统具有友好的人机交互界面,操作简单,实现了整个过程的自动化、智能化。