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并联机器人具有高速、承载能力大的优点,实现其机械臂的高精度控制是它走向应用的关键技术之一,而动力学分析可以对机器人的控制提供理论依据。并联机器人机械臂的动力学建模相当复杂,选择合适的建模方法可有效地提高计算效率。本文以Delta并联机器人机械臂为研究对象,基于旋量理论分析机械臂的运动学、奇异位置,采用凯恩方程建立动力学模型,计算并联机器人机械臂的主动力与惯性力,开展并联机器人机械臂动力学仿真与实验分析。主要研究内容如下:1、运动学分析:建立Delta并联机器人机械臂结构的三维模型,基于旋量理论构建机械臂的运动学模型,并分析其运动与位置;利用MATLAB中的SIMULINK模块验证基于旋量理论的Delta并联机器人机械臂运动学方程的正确性。2、雅可比矩阵与奇异分析:构建Delta并联机器人机械臂的雅可比矩阵,分析其奇异位置,并求出一定角度范围的工作空间;利用指数积与螺旋运动分别求出Delta并联机器人机械臂的雅可比矩阵,并用几何解析法验证两种方法所求得的雅可比矩阵。3、动力学分析:结合旋量理论与凯恩方程的动力学分析方法构建Delta并联机器人机械臂的动力学模型;计算各关节的速度、加速度、广义主动力与广义惯性力;利用凯恩方法求得Delta并联机器人机械臂的动力学方程。4、基于RecurDyn的动力学仿真与验证:基于RecurDyn软件对Delta并联机器人机械臂进行动力学仿真,确定机器人在运行时各关节的受力状况与大小,模拟机器人的抓取(Pick-and-place)动作,分析不同时刻各关节的位置、速度与加速度的变化情况;在实验样机上对抓取动作进行实验,对比实验数据与计算数据,验证建模的正确性。本文通过旋量理论与凯恩方程能更加简便地建立Delta并联机器人动力学方程,运用MATLAB与RecurDyn等工程软件,能模拟出设定的工作状态,对Delta并联机器人的动力学研究具有指导意义。