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本文选用3-RRRT并联机器人为研究对象,主要研究内容有3-RRRT并联机器人运动学建模、动力学建模、运动学和动力学数值仿真及构型优化。3-RRRT并联机器人是由一个固定平台和一个动平台通过3条支链连接而成,其中每条支链由3根杆件分别通过3个转动副R和一个虎克铰T与固定平台和动平台进行连接。通过对3-RRRT并联机器人进行自由度数分析可知,其动平台仅能实现在空间中沿3个坐标轴方向的平动,故该并联机器人的自由度数为3。因并联机器人和以往的串联机器人进行对比,这种新型机器人表现出速率快、精度高、承载佳等大量优势特征,使它在工程行业中得到普遍的应用,如并联机床、食品分拣机器人等设施。本文选择的分析对象3-RRRT并联机器人便能够在食品分拣工序中进行应用。通过完成这一类型机器人的运动学与动力学分析工作,能够使其成为后期研究的原型,并在开发性能完善的空间并联机器人阶段,如并联机床、微操机器人等,奠定相应的概念基础。首先,根据该并联机构的特点,运用D-H坐标和齐次坐标变换,建立了系统运动学方程,通过解析法求出了3-RRRT并联机器人的位置反解,得出了动平台在某一位姿下,该并联机器人各个支链的8组位置反解;通过数值法求出了该并联机器人的位置正解,并分别通过MATLAB软件编程进行仿真,并用实例验证了其位置正解的正确性。然后,在运动学研究的基础上,运用牛顿-欧拉动力学方法建立了该并联机器人的动力学模型,推导出了基于牛顿-欧拉动力学方法的杆件的速度、加速度、惯性力以及各个关节的平衡力和驱动力矩的递推计算公式。并通过MATLAB软件进行编程仿真,得出了在动平台轨迹已被规划的情况下的各个支链驱动力矩仿真结果。最后,以系统运动学、动力学模型为基础进行了系统的构型优化,使得系统消耗的总能量最小,达到绿色环保的目的。本文采用的牛顿-欧拉动力学方法,通过将并联机器人的某条支链从关节处切开,使其变为开链结构,通过牛顿-欧拉递推算法,可以逐个杆件地推出其各个关节处的约束力以及杆件所受的惯性力,从而为将来对该并联机器人进行柔性分析提供一定的依据。