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三自由度纯平动并联机器人关键技术研究

董旭明  
【摘要】:并联机器人具有结构紧凑、刚度大、速度快、定位精度高、负载能力强等特点,因而在需要高速高精度的应用领域内受到广泛的关注。由于含有多条运动支链和闭环结构,并联机器人的运动学参数无法通过一般方法精确测量,机构的轨迹规划也十分复杂。要实现并联机器人的精确控制和实际应用,必须解决好这两个问题。 本文采用三自由度纯平动并联机器人Delta设计食品包装机器人,进行控制系统设计,重点解决运动学标定和轨迹规划两个关键技术问题。对Delta型三自由度并联机构进行分析,建立运动学和动力学模型,并对机构的奇异位形的产生加以简要论述。按照性能指标的要求对机器人样机的控制系统进行设计,开发控制软件,完成机器人样机的组装和调试工作。研究运用相机标定技术实现并联机构运动学参数标定的方法,通过对机器人样机的运动学标定实验,获得机器人样机较为精确的运动学参数。分析工业机器人常用的轨迹规划方法,通过计算机仿真和运行实验说明各种轨迹规划方法的优越性,从中找出适合样机的轨迹规划方法。 通过控制系统的设计和调试,机器人样机可以实现正常运行;按照计算机内机器人控制程序的指令,样机可以实现较快速的自动拾取操作,达到了项目阶段性的研究目标。


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