機器人示教臂系統(tǒng)的研制.pdf

1、工業(yè)機器人示教任務(wù)越來越復(fù)雜化，導(dǎo)致示教工作任務(wù)繁重，對操作的要求卻越來越簡單，導(dǎo)致了應(yīng)用與操作之間的矛盾非常突出。為此，該文研制了一套基于人拖動輕質(zhì)無驅(qū)動機械臂的示教臂系統(tǒng)，該系統(tǒng)的6自由度串聯(lián)機械臂，質(zhì)量輕，由人拖動模擬工件加工軌跡，實現(xiàn)對工業(yè)機器人的示教過程，操作簡單、快速、輕松，通用性好。
　　本文首先對示教臂本體的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計。在確定示教臂構(gòu)型的基礎(chǔ)上，由人機交互友好性來初步確定示教臂桿件參數(shù)，進而通過建立示教臂的正運動

2、學(xué)模型，分析其工作空間，最終確定示教臂參數(shù)，并根據(jù)示教要求，選取了合適材料，完成了示教臂腰部回轉(zhuǎn)、大臂小臂俯仰、手腕俯仰、手腕回轉(zhuǎn)部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計，對臂的自平衡裝置進行了初步設(shè)計。其次，通過運動學(xué)分析和仿真，研究示教臂對機器人的示教的方法。分析示教臂的實現(xiàn)工作原理，結(jié)合建立的示教臂的正運動學(xué)模型與機器人的逆運動學(xué)模型,實現(xiàn)工件運動和不動情況下的末端軌跡對應(yīng)；分析逆運動學(xué)中多解的根本原因，提出以位形分析法實現(xiàn)示教-再現(xiàn)軌跡在關(guān)節(jié)空間下位置的

3、對應(yīng)，并對具體任務(wù)進行仿真驗證。對于含有位姿奇異的軌跡，分析奇異位形，說明了該種軌跡的示教方法，減少軌跡規(guī)劃的工作。針對含有奇異位姿軌跡的逆解在奇異點附近計算誤差較大的問題，提出閾值判斷交叉逆解算法，提高解對應(yīng)的末端軌跡精度。再次，針對示教軌跡采集和處理的相關(guān)問題，進行了硬件的分析和軟件的編寫。實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件的設(shè)計與軟件對數(shù)據(jù)的采集和簡單處理，把編碼器的絕對信號轉(zhuǎn)換為對應(yīng)關(guān)節(jié)角度。編寫示教的交互軟件，結(jié)合數(shù)據(jù)系統(tǒng)處理后的信息，