一種工業(yè)移動(dòng)機(jī)械臂的研究及相關(guān)性能分析.pdf

1、傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人主要以串聯(lián)機(jī)器人為主，具有工作空間大的優(yōu)點(diǎn)，但是累計(jì)誤差大，在一定程度上限制了機(jī)器人向著高精度的方向發(fā)展;另外，驅(qū)動(dòng)裝置主要安裝在各個(gè)關(guān)節(jié)處，會(huì)產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，降低動(dòng)力學(xué)性能;相對(duì)于串聯(lián)機(jī)構(gòu)而言，并聯(lián)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)剛度較大，結(jié)構(gòu)緊湊，但是工作空間比較小。為此，本文設(shè)計(jì)了一種底座可沿軌道滑動(dòng)的六自由度工業(yè)機(jī)械臂?？蓜?dòng)的底座進(jìn)一步擴(kuò)大了機(jī)械臂的工作范圍;分別由兩個(gè)滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)的新型雙平行四邊形機(jī)構(gòu)的引入，增加了工業(yè)機(jī)械臂的結(jié)

2、構(gòu)剛度;關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置一般比較重，滾子絲杠驅(qū)動(dòng)的引入將原本在肩關(guān)節(jié)和肘關(guān)節(jié)的驅(qū)動(dòng)裝置轉(zhuǎn)移到離中心轉(zhuǎn)軸和基座較近的地方，這樣不僅減小了驅(qū)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑，而且降低了其高度，改善了工業(yè)機(jī)械臂的動(dòng)力性能。本文設(shè)計(jì)的機(jī)械臂不僅滿足以上優(yōu)點(diǎn)，而且具有較大的工作空間和良好的工作空間性能，具有較好的靈活性。
　　本文針對(duì)該機(jī)械臂先后做了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析、軌跡規(guī)劃、工作空間的求解與性能分析、機(jī)構(gòu)性能分析和機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析。運(yùn)動(dòng)學(xué)分析是后續(xù)研究?jī)?nèi)容的基礎(chǔ)，采

3、用D-H法進(jìn)行正逆運(yùn)動(dòng)學(xué)方程的求解;軌跡規(guī)劃的研究分別針對(duì)任務(wù)空間和關(guān)節(jié)空間進(jìn)行，先在任務(wù)空間規(guī)劃了具有代表性的螺旋軌跡，然后利用逆運(yùn)動(dòng)學(xué)方程求解出關(guān)節(jié)空間的輸入時(shí)間序列，采用了高次多項(xiàng)式擬合的方式完成關(guān)節(jié)空間的軌跡規(guī)劃;在工作空間的研究中，分別闡述了“遍歷法”和“邊界法”對(duì)工作空間進(jìn)行求解分析，并對(duì)比驗(yàn)證兩種方法與傳統(tǒng)方法的效果，隨后對(duì)機(jī)械臂的工作空間性能做了分析;為了進(jìn)一步分析該機(jī)械臂的機(jī)構(gòu)性能，采用了影響系數(shù)法對(duì)機(jī)構(gòu)的速度性能、加