SGDC700隧道拱架多功能作業(yè)臺車機(jī)械手的軌跡規(guī)劃研究.pdf

1、本論文以SGDC700隧道拱架多功能作業(yè)臺車機(jī)械手為研究對象，通過對臺車的實(shí)驗(yàn)研究，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析，提出了臺車存在的兩個(gè)問題：機(jī)械手運(yùn)動的時(shí)間優(yōu)化和平穩(wěn)性，突出了臺車機(jī)械手軌跡規(guī)劃的重要性。結(jié)合隧道施工的具體情況，對臺車機(jī)械手的軌跡進(jìn)行了規(guī)劃和仿真。本文主要從實(shí)驗(yàn)研究和軌跡仿真方面做了以下工作。
　?。?）根據(jù)國內(nèi)外軌跡規(guī)劃的研究現(xiàn)狀，對SGDC700隧道拱架多功能作業(yè)臺車機(jī)械手的軌跡規(guī)劃做了詳細(xì)分析。并以臺車機(jī)械手的運(yùn)動學(xué)

2、為基礎(chǔ)，對機(jī)械手進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模；完成了從機(jī)械手關(guān)節(jié)空間到末端執(zhí)行器的三維空間的位姿計(jì)算。為機(jī)械手的路徑規(guī)劃和軌跡規(guī)劃奠定了基礎(chǔ)。
　　（2）結(jié)合隧道施工的實(shí)際情況，對臺車機(jī)械手的結(jié)構(gòu)組成、工作原理及運(yùn)動特點(diǎn)進(jìn)行了分析。并通過臺車的現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)，分析了臺車存在的兩個(gè)問題，即臺車機(jī)械手運(yùn)動的時(shí)間優(yōu)化問題和平穩(wěn)性問題；利用時(shí)間最短的規(guī)劃要求對機(jī)械手的路徑進(jìn)行了規(guī)劃，求解出了機(jī)械手各關(guān)節(jié)的運(yùn)動關(guān)系。
　?。?）結(jié)合機(jī)械手的路徑規(guī)劃，對機(jī)

3、器人的軌跡規(guī)劃方法進(jìn)行了分析。研究了4-3-4插值函數(shù)、3-5-3插值函數(shù)以及五段三次多項(xiàng)式插值函數(shù)各自的特點(diǎn)，并推導(dǎo)出來各函數(shù)的軌跡方程，由此得到SGDC700隧道拱架多功能作業(yè)臺車機(jī)械手各個(gè)關(guān)節(jié)的角度、角速度和角加速度的表達(dá)式。
　?。?）根據(jù)臺車機(jī)械手各個(gè)關(guān)節(jié)的角度、角速度和角加速度的表達(dá)式，利用Matlab軟件進(jìn)行編程仿真，得到了臺車機(jī)械手各關(guān)節(jié)的角度，角速度和角加速度曲線，所得到的結(jié)果大大優(yōu)化了臺車機(jī)械手的運(yùn)動時(shí)間，并保