六自由度可控機(jī)構(gòu)式噴涂機(jī)器人動(dòng)態(tài)特性和軌跡規(guī)劃研究.pdf

1、目前，應(yīng)用比較廣泛的噴涂機(jī)器人是串聯(lián)機(jī)器人，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作空間大的優(yōu)點(diǎn)，但是由于其機(jī)構(gòu)是一條較長(zhǎng)的串聯(lián)鏈，且其驅(qū)動(dòng)器主要裝在機(jī)器人的關(guān)節(jié)位置上，所以機(jī)器人的整體剛度不高，高速運(yùn)動(dòng)時(shí)有較大的慣性，其關(guān)節(jié)的累計(jì)誤差較大，同時(shí)影響機(jī)器人的精度。本文針對(duì)傳統(tǒng)串聯(lián)機(jī)構(gòu)和并聯(lián)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，將可控機(jī)構(gòu)理論應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)了一種新型六自由度可控機(jī)構(gòu)式噴涂機(jī)器人。改變驅(qū)動(dòng)器的布局，將傳統(tǒng)的直接驅(qū)動(dòng)方式轉(zhuǎn)變?yōu)殚g接驅(qū)動(dòng)方式，這種間接驅(qū)動(dòng)是通過(guò)四連桿機(jī)

2、構(gòu)把驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)傳遞到驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)，不僅增加了機(jī)構(gòu)整體的剛度，而且使得其中一個(gè)驅(qū)動(dòng)器的安裝位置下置到基座上，減小了機(jī)構(gòu)的慣量;將四連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)成平行四邊形機(jī)構(gòu)，相比于非平行的有更大的工作空間和靈活性，且易于控制;下置的驅(qū)動(dòng)器采用伺服電動(dòng)缸，它可以提供較大的推力，而且它的位置、速度和力控制精度較高。
　　本文針對(duì)這種六自由度可控機(jī)構(gòu)式噴涂機(jī)器人主要做了以下五個(gè)方面的研究工作。第一，介紹了傳統(tǒng)工業(yè)噴涂機(jī)器人的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，闡述了新型六自由度可

3、控噴涂機(jī)器人的設(shè)計(jì)思路，利用螺旋理論分析了噴涂機(jī)器人的自由度。第二，采用D-H法分析該噴涂機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)，并求解了噴涂機(jī)器人的正運(yùn)動(dòng)學(xué)方程;并運(yùn)用代數(shù)封閉解法分析了噴涂機(jī)器人的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題，然后考慮機(jī)器人的微分運(yùn)動(dòng)分析了機(jī)器人的速度問(wèn)題。第三，通過(guò)積分的方式，由微元到整體，應(yīng)用拉格朗日法求解噴涂機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)方程。第四，用連續(xù)接觸模型分析了考慮兩個(gè)運(yùn)動(dòng)副間隙的機(jī)器人的動(dòng)態(tài)特性。第五，基于用戶的要求進(jìn)行了笛卡爾空間的軌跡規(guī)劃，然后反解得到