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《浙江大学》 2010年
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基于旋量和李群李代数的SCARA工业机器人研究

王科  
【摘要】: SCARA运动学的研究中,以旋量,李群李代数为基础的POE指数积法求解运动学正解,逆解以及速度雅可比。逆解中采用代数的方法求解封闭解,得出了逆解方程。以POE指数积方法求解中,因为坐标系的建立,以及相应坐标系之间的位置关系都以旋量描述,使得整个求解过程较传统的求解方法更为简单。 以雅可比矩阵为基础,对SCARA的奇异性进行分析。根据SCARA机器人独特的机构形式进行了必要的简化,找出其完全展开的边界为奇异。SCARA的奇异性分析中,发现SCARA的奇异性分析更加类似于平面二连杆的求解。 将旋量理论引入误差分析,建立机器人运动学的误差旋量模型,分析误差源在执行端所造成的误差空间的特点。引入等效半径的误差敏度评价体系,分析不同量纲误差对执行端误差空间的影响。通过对单独误差及总的误差空间的评价与分析,给不同精度要求的工业机器人设计提供有效的理论支持。 轨迹规划中,分析了关节空间的多项式插值的优缺点。最终以余弦函数对惯性空间的规划轨迹进行插值离散。经插值后关节空间的速度和加速度的线图轨迹平滑。 应用旋量理论建立SCARA机器人的运动学模型,并以此为基础建立动力学模型。此方法融合了拉格朗日,牛顿—欧拉法以及旋量的特点,易于求解。简要讨论动力学与机器人控制、设计的关系。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP242

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 刁常堃;基于旋量的SCARA工业机器人精度研究[D];浙江大学;2011年
2 苏萌;高速SCARA工业机器人的静态误差和动态误差模型研究[D];浙江大学;2012年
3 史浩明;6-PUS并联机构动力学分析及优化设计[D];重庆大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈明哲 ,张启先;工业机器人误差分析[J];北京航空学院学报;1984年02期
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈明哲 ,张启先;工业机器人误差分析[J];北京航空学院学报;1984年02期
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10 刘桂雄,阎华,郑时雄,魏东源;熵概念的发展及在精度理论中的应用[J];华南理工大学学报(自然科学版);1999年10期
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 陈晓光;双端虎克铰并联运动模拟器机构的分析[D];哈尔滨工业大学;2011年
2 肖郑进;SCARA平面关节式装配机器人设计与精度分析[D];南京理工大学;2002年
3 席志纲;机器人装配单元的系统研究[D];南京理工大学;2003年
4 欧阳兴;仿人机器人有限元分析研究[D];清华大学;2003年
5 吴筱春;6-PUS并联机器人数字化样机的研究[D];河海大学;2004年
6 王卫青;基于稳健设计的机械手精度分析与设计[D];青岛大学;2006年
7 陈明星;双横臂独立前悬架中橡胶衬套刚度的研究及优化[D];吉林大学;2006年
8 张红;SCARA机器人小臂结构特性分析[D];天津大学;2008年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 陈开强;面向多点高速装配应用的SCARA工业机器人控制精度模型研究[D];浙江大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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6 熊启家,吴洪涛,左健民,李鹭扬,李桥梁,朱剑英;工业机器人雅可比的空间算子代数描述[J];华东船舶工业学院学报(自然科学版);2003年01期
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【相似文献】
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9 黄勇刚;杜力;黄茂林;;基于旋量理论的机器人误差建模方法[J];哈尔滨工业大学学报;2010年03期
10 王兴川;方建军;;S3C2510A的SCARA机械臂控制系统设计[J];单片机与嵌入式系统应用;2011年09期
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2 吴茂敏;陈建;钟允晖;赵燕伟;;制鞋涂胶机器人转接点处速度规划及其ADAMS仿真研究[A];全国先进制造技术高层论坛暨第十届制造业自动化与信息化技术研讨会论文集[C];2011年
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4 苏剑波;冯纯伯;;双机器人手眼协调系统[A];1995中国控制与决策学术年会论文集[C];1995年
5 吴成东;陈莉;邹立君;;机器人顺应运动速度与力混合控制[A];1995中国控制与决策学术年会论文集[C];1995年
6 杨明;苏学成;李贻斌;樊炳辉;逢振旭;;一种机器人关节控制系统研究[A];1997中国控制与决策学术年会论文集[C];1997年
7 杨庆华;张立彬;阮健;;气动弯曲关节的特性研究[A];第二届全国流体传动及控制工程学术会议论文集(第四卷)[C];2002年
8 吴启迪;刘成菊;张家奇;陈启军;;生物诱导的机器人行走控制研究进展[A];2009年中国智能自动化会议论文集(第四分册)[中国科学(专刊)][C];2009年
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中国重要报纸全文数据库 前2条
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7 刁常堃;基于旋量的SCARA工业机器人精度研究[D];浙江大学;2011年
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