Delta機器人軌跡跟蹤控制仿真研究.pdf

1、隨著機器人技術(shù)的不斷發(fā)展，機器人已經(jīng)在各行各業(yè)被廣泛使用，其中并聯(lián)機器人因具有操作空間大、承載能力強、運動精度高、運動學(xué)逆解簡單、操作速度快等一系列優(yōu)點，受到眾多研究者的青睞。近幾年來，在化妝品、藥品和電子等領(lǐng)域的包裝生產(chǎn)線上，存在著大批量重復(fù)性的工作，如拆卸、分揀、搬運等，目前這類工作大部分由人工來完成，這勢必會降低工作效率和產(chǎn)品精度。因此急需開發(fā)一種少自由度機械手來代替人工完成上述工作，以提高工作效率和產(chǎn)品精度。Delta機器人是一

2、種典型的空間三自由度平動并聯(lián)機構(gòu)，與串聯(lián)機器人相比，它的整體結(jié)構(gòu)比較簡單、末端執(zhí)行器運動速度高等優(yōu)點，已成功解決了上述問題并得到廣泛應(yīng)用。目前國內(nèi)外對Delta機器人在軌跡規(guī)劃、控制策略等方面的研究還不夠成熟，導(dǎo)致在運行過程中存在運動精度不高、運動穩(wěn)定性較低等問題。
　　本文以工業(yè)中應(yīng)用最為廣泛的三自由度Delta機器人為研究對象，首先對國內(nèi)外Delta機器人的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了概括總結(jié)。
　　其次以Delta機器人的工作原理和

3、結(jié)構(gòu)特點為依據(jù)，分析了機構(gòu)的自由度數(shù)、結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)和結(jié)構(gòu)聯(lián)接形式，運用Pro/E軟件建立Delta機器人的三維實體模型，并驗證了模型的合理性。
　　再者利用Pro/E軟件和ADAMS軟件之間的接口，將所建立的Delta機器人的三維實體模型導(dǎo)入到ADAMS中，通過添加質(zhì)量和約束建立虛擬機器人模型，在關(guān)節(jié)空間中對Delta機構(gòu)的期望軌跡進(jìn)行合理的軌跡規(guī)劃，基于ADAMS軟件進(jìn)行運動學(xué)和動力學(xué)仿真分析。仿真結(jié)果表明：末端執(zhí)行器的速度和加

4、速度以及主動臂的角速度和角加速度隨時間變化均勻且連續(xù)，拐角處過渡平滑；Delta機器人運行過程較為平穩(wěn)，具有良好的運動性能。
　　最后為了改善機構(gòu)的軌跡跟蹤精度，以Delta機器人末端執(zhí)行器的運動軌跡為控制目標(biāo)，采用MATLAB軟件分別建立PID控制系統(tǒng)和模糊PID控制系統(tǒng)，基于ADAMS和MATLAB進(jìn)行聯(lián)合仿真。仿真結(jié)果表明：模糊PID控制相對于PID控制不僅響應(yīng)速度較快，而且控制精度較高，達(dá)到了較為滿意的仿真效果，該結(jié)果可為