經(jīng)濟型噴漆機器人軌跡規(guī)劃及關(guān)節(jié)控制研究.pdf

1、噴漆作業(yè)的工作環(huán)境十分惡劣，油漆對人體危害很大。因此，為保護工人的身體健康，提高噴漆質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率等，應(yīng)實現(xiàn)噴漆自動化。而目前國外的噴漆機器人，功能非常強大，造價相當(dāng)昂貴，僅在我國個別實力雄厚的大型企業(yè)，要求噴漆質(zhì)量很高且品種多的產(chǎn)品中有用武之地。在我國眾多生產(chǎn)家具、家用電器、小型機械設(shè)備等產(chǎn)品的中小企業(yè)中，噴漆這種單調(diào)、重復(fù)的工作仍多采用人工方式。惡劣的環(huán)境對工人的身體造成嚴(yán)重危害，很難提高噴漆質(zhì)量。其原因是因為我國沒有經(jīng)濟且實

2、用的噴漆機器人。經(jīng)濟型噴漆機器人正是應(yīng)這一需要而產(chǎn)生的?；谝陨锨闆r，本文設(shè)計了一種新型的經(jīng)濟型噴漆機器人，并對以下幾個方面展開研究： 綜述國內(nèi)外噴漆機器人的發(fā)展?fàn)顩r及研究方向，分析我國發(fā)展經(jīng)濟型噴漆機器人的必要性；闡述機器人設(shè)計的特點，從機構(gòu)學(xué)角度出發(fā)，研究機器人機械臂和手腕的構(gòu)形，采用一種差速手腕結(jié)構(gòu)，設(shè)計經(jīng)濟型噴漆機器人本體結(jié)構(gòu)，并對其結(jié)構(gòu)特點進行分析；利用D-H表示法對機器人進行運動學(xué)分析，建立機器人連桿變換矩陣，并推導(dǎo)

3、和驗證機器人運動學(xué)正逆解；結(jié)合機器的機械結(jié)構(gòu)，分析機器人各關(guān)節(jié)的運動范圍，研究并給出機器人的工作空間；介紹機器人軌跡規(guī)劃中的關(guān)節(jié)空間和直角坐標(biāo)空間軌跡規(guī)劃原理和幾種關(guān)節(jié)空間軌跡插值方法。重點研究直角坐標(biāo)空間連續(xù)路徑直接軌跡規(guī)劃問題。利用弗萊納-雪列三矢量關(guān)于連續(xù)空間路徑曲線方向的表示法，探索出一種直角坐標(biāo)空間的直接連續(xù)軌跡規(guī)劃方法，并對幾種常見機器人軌跡進行詳細軌跡規(guī)劃；考慮到該經(jīng)濟型噴漆機器人的功能及其經(jīng)濟性，控制系統(tǒng)采用主從分布式控