隨著工業(yè)機器人在現(xiàn)代社會中扮演著越來越重要的角色,其中多關(guān)節(jié)機械手更是因為其靈活性在很多領(lǐng)域中有著不可替代的作用,使得人們對它的工作性能有了更嚴(yán)格的要求。在機械手末端軌跡已知,工作節(jié)拍已定的情況下,為了使機械手精準(zhǔn)的完成工作任務(wù)、降低執(zhí)行器和機械結(jié)構(gòu)臂的受力,從而產(chǎn)生平穩(wěn)協(xié)調(diào)的運動。因此,對機械手關(guān)節(jié)加速度進行研究分析,提出一種基于凸輪設(shè)計理論的多關(guān)節(jié)機械手軌跡規(guī)劃方法,使其能夠在與原軌跡規(guī)劃方法相比性能更佳的情況下完成工作。本文介紹了國內(nèi)外機器人技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀以及多關(guān)節(jié)機械手軌跡規(guī)劃的研究成果,接著論述了對機械手軌跡規(guī)劃的特性指標(biāo)分析和關(guān)節(jié)空間中軌跡規(guī)劃的插值方法,然后分析了機械手關(guān)節(jié)最大加速度過大帶來的問題。結(jié)合對機械手關(guān)節(jié)加速度的分析以及綜合各軌跡函數(shù)的優(yōu)點,提出組合函數(shù)軌跡曲線方法。文章闡述了凸輪設(shè)計理論,深入的研究了凸輪理論的運動函數(shù)規(guī)劃,將凸輪運動約束與機械手運動約束進行對比分析,在滿足機械手軌跡規(guī)劃約束條件和工作節(jié)拍固定的情況下,提出基于凸輪設(shè)計理論的改進梯形加速度軌跡函數(shù)。結(jié)合凸輪運動軌跡函數(shù)和機械手運動約束條件對軌跡函數(shù)進行求解,求解出改進梯形加速度軌跡函數(shù)的方程式。... 

【文章來源】：沈陽工業(yè)大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

機械手Fig.1.1Manipulator

沈陽工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文本文是研究凸輪和關(guān)節(jié)機械手的運動節(jié)拍固定不變的情況下，不可以通過縮短機械手運行時間來進行時間最優(yōu)軌跡規(guī)劃，著手于研究關(guān)節(jié)最大加速度問題。通過在預(yù)定軌跡中降低關(guān)節(jié)最大加速度，以減少軌跡的運行誤差，同時減少機械手整體結(jié)構(gòu)的受力，提高軌跡控制的精確性以及靈活性，達到平穩(wěn)可靠的機械手運動[29-31]。在機械手運動過程中，如果關(guān)節(jié)最大加速度過大，在機械手這種大重量機械中會產(chǎn)生很大的慣性，加大關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)之間的磨損，影響運動軌跡的精確性和連續(xù)性，同時也會減少機械手的使用壽命。對優(yōu)化機械手關(guān)節(jié)加速度的研究，可以提高機械手的工作性能，從而提升機械手工作效率和使用壽命。

圖 2.1 拋物線過渡的線性插值 圖 2.2 過路徑點的拋物線過渡線性插值Fig.2.1 Linear interpolation of parabola transition Fig.2.1 Transition after the points in the path在某些有路徑點的工作任務(wù)中，為了使作業(yè)路徑點之間的速度曲線連續(xù)平滑，采用拋物線段來使之平滑過渡，如圖 2.2 所示。由于拋物線是二階函數(shù)，所以該軌跡曲線的加速度是恒定的，會引起柔性沖擊。所以，它更適合于軌跡簡單且要求不高的場合。2.4 軌跡規(guī)劃加速度的研究在上文所提到的插值方法中，三次多項式插值函數(shù)的二階導(dǎo)數(shù)（加速度）曲線雖然是連續(xù)的，但是卻是一條直線，且加加速度函數(shù)是恒定值，這在機械手運動時會引起很大的機械振動，很難滿足機械手的工作要求。爭對出現(xiàn)的問題，提出用高階的軌跡函數(shù)或多種組合型函數(shù)方法來解決此類問題。此舉旨在綜合利用高階多項式的優(yōu)點，即保證位移函數(shù)的二階導(dǎo)數(shù)（加速度）函數(shù)曲線和三階導(dǎo)數(shù)（加加速度）函數(shù)曲線的連續(xù)性；以及利用組合型函數(shù)曲線避免選取高階多項式產(chǎn)生的復(fù)雜繁瑣的計算。組合型函數(shù)是綜合不同階函數(shù)曲線優(yōu)點，運用邊界約束條件把多個曲線函數(shù)進行的組合，并通過約

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：2975230