基于特種工件的大工作空間噴涂機(jī)器人設(shè)計(jì)與分析.pdf

1、本課題以大型特種工件表面防熱層噴涂作業(yè)為背景，針對(duì)工件表面噴涂作業(yè)任務(wù)要求，提出一種大工作空間噴涂機(jī)器人構(gòu)型方案，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)、工作空間和奇異位形分析，開(kāi)展軌跡規(guī)劃和動(dòng)力學(xué)仿真，其研究結(jié)果為大型特種工件噴涂機(jī)器人研制提供理論指導(dǎo)，課題研究具有重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
　　論文主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　1.根據(jù)大型工件噴涂任務(wù)要求，利用圖形學(xué)方法開(kāi)展串聯(lián)機(jī)器人構(gòu)型設(shè)計(jì)，提出大型工件表面防熱層噴涂串聯(lián)機(jī)器人的不同設(shè)計(jì)方案。結(jié)合

2、工件具體噴涂要求，對(duì)幾種設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比較分析后，確定一種噴涂機(jī)器人設(shè)計(jì)方案，據(jù)此完成噴涂機(jī)器人尺寸綜合設(shè)計(jì)。
　　2.對(duì)噴涂機(jī)器人機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，應(yīng)用D-H法建立機(jī)器人正逆位置分析模型，結(jié)合數(shù)值計(jì)算軟件mathmatica求出其解析解。對(duì)噴涂機(jī)器人機(jī)構(gòu)工作空間分析、奇異位形進(jìn)行分析，采用蒙特卡洛方法及matlab編程繪制了機(jī)器人的三維空間及二維截面的工作空間，采用螺旋理論及零空間方法分析了擬定機(jī)構(gòu)的奇異位形情況，在此基礎(chǔ)上確定

3、機(jī)器人末端操作器在三維空間中的運(yùn)動(dòng)范圍。
　　3.根據(jù)工件特點(diǎn)和噴涂靈活避障要求，對(duì)噴涂機(jī)器人無(wú)干涉、連續(xù)噴涂的路徑軌跡規(guī)劃進(jìn)行研究，完成滿(mǎn)足特定精度要求的插值運(yùn)算和位置逆解運(yùn)算，在關(guān)節(jié)空間內(nèi)對(duì)各個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)行軌跡進(jìn)行規(guī)劃。
　　4.在噴涂機(jī)器人三維建模基礎(chǔ)上，利用噴涂路徑軌跡規(guī)劃結(jié)果，對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真，驗(yàn)證本文中關(guān)于運(yùn)動(dòng)學(xué)解和軌跡規(guī)劃結(jié)果等理論計(jì)算的正確性。對(duì)噴涂機(jī)器人機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，驗(yàn)證在大工作空間條件下，大尺寸機(jī)