計算機互聯(lián)網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展使得工業(yè)自動化發(fā)展程度越來越高。工業(yè)自動化程度一定程度上體現(xiàn)了國家工業(yè)發(fā)展的水平,工業(yè)自動化的發(fā)展離不開工業(yè)機器人。目前,工業(yè)機器人的智能化程度越來越高,設(shè)計也越來越復(fù)雜。為降低研究和設(shè)計成本,提高機器人的安全穩(wěn)定性。離線仿真技術(shù)的誕生成為解決機器人設(shè)計與教學(xué)方面的重要技術(shù)。相關(guān)技術(shù)的研究還在不斷的完善與改進(jìn),相對成熟的離線仿真技術(shù)需要付出昂貴的費用,對于一些小型企業(yè)可能難以承擔(dān)。本文將依據(jù)當(dāng)前的工業(yè)自動化環(huán)境,對比參考當(dāng)前比較成熟的離線仿真技術(shù),設(shè)計一種能夠滿足一些中小型企業(yè)操作的離線仿真系統(tǒng)軟件。本文以實驗室已有的通用六關(guān)節(jié)工業(yè)機器人為研究對象,分析工業(yè)機器人用戶的需求,設(shè)計并完成一個具有良好性能的六關(guān)節(jié)工業(yè)機器人離線編程仿真系統(tǒng)。主要完成以下幾個方面的工作:（1）分析六關(guān)節(jié)工業(yè)機器人的運動學(xué)和運動規(guī)劃。對六關(guān)節(jié)機器人進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,建立運動學(xué)方程,完成對六關(guān)節(jié)工業(yè)機器人的運動學(xué)正解和逆解的研究。為下一步完成機器人軌跡規(guī)劃奠定良好的基礎(chǔ)。（2）根據(jù)關(guān)節(jié)型工業(yè)機器人的運動學(xué)特征,分析不同的軌跡規(guī)劃算法。比較各種算法的優(yōu)缺點,結(jié)合常用優(yōu)化算法的特點,設(shè)計出... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院沈陽計算技術(shù)研究所)遼寧省

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究的相關(guān)背景、目的和意義
        1.1.1 工業(yè)機器人概述
        1.1.2 離線編程仿真系統(tǒng)概述
        1.1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.1.4 課題研究的目的與意義
    1.2 論文的主要組成部分
    1.3 小結(jié)
第2章 六關(guān)節(jié)工業(yè)機器人運動學(xué)的研究與分析
    2.1 工業(yè)機器人的位置與姿態(tài)表示
        2.1.1 工業(yè)機器人位置描述
        2.1.2 空間位置的姿態(tài)描述
        2.1.3 剛體的空間位姿描述
    2.2 空間坐標(biāo)變換
        2.2.1 空間坐標(biāo)的各種變換
        2.2.2 空間齊次坐標(biāo)變換
    2.3 空間通用旋轉(zhuǎn)變換
        2.3.1 通用旋轉(zhuǎn)變換
        2.3.2 通用齊次旋轉(zhuǎn)變換的旋轉(zhuǎn)軸和旋轉(zhuǎn)角度
    2.4 機器人連桿變換矩陣
        2.4.1 空間關(guān)節(jié)和連桿
        2.4.2 連桿坐標(biāo)系的建立
        2.4.3 連桿坐標(biāo)矩陣的變換
    2.5 機器人正向運動學(xué)分析
        2.5.1 六關(guān)節(jié)工業(yè)機器人的正方向運動學(xué)研究與分析
        2.5.2 建立機器人運動的數(shù)學(xué)模型
    2.6 關(guān)節(jié)工業(yè)機器人的逆方向運動學(xué)分析
        2.6.1 運動學(xué)逆解的解析法求解
        2.6.2 利用投影和解析相結(jié)合的方法求解
    2.7 小結(jié)
第3章 關(guān)節(jié)工業(yè)機器人軌跡規(guī)劃的分析與研究
    3.1 關(guān)節(jié)工業(yè)機器人的運動
        3.1.1 關(guān)節(jié)機器人點到點的運動
        3.1.2 關(guān)節(jié)機器人的軌跡跟蹤運動
    3.2 關(guān)節(jié)工業(yè)機器人關(guān)節(jié)空間運動軌跡規(guī)劃
        3.2.1 關(guān)節(jié)空間運動規(guī)劃研究
        3.2.2 關(guān)節(jié)機器人運動軌跡規(guī)劃方法
    3.3 笛卡爾坐標(biāo)系下的路徑規(guī)劃
        3.3.1 直線路徑規(guī)劃
        3.3.2 曲線路徑規(guī)劃
    3.4 機器人空間運動軌跡優(yōu)化
        3.4.1 優(yōu)化算法的選取
        3.4.2 基于粒子群算法軌跡優(yōu)化
        3.4.3 關(guān)節(jié)空間軌跡優(yōu)化驗證與分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 離線編程仿真系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)
    4.1 離線編程系統(tǒng)的詳細(xì)分析
        4.1.1 機器人離線編程仿真系統(tǒng)的構(gòu)成
        4.1.2 離線編程系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展
    4.2 離線編程系統(tǒng)設(shè)計平臺和環(huán)境
        4.2.1 開發(fā)環(huán)境Qt概述
        4.2.2 三維模型構(gòu)建環(huán)境3DMAX概述
    4.3 離線編程仿真系統(tǒng)的需求分析
    4.4 機器人離線編程仿真系統(tǒng)的設(shè)計
        4.4.1 三維模型的構(gòu)建
        4.4.2 人機交互界面的設(shè)計
        4.4.3 虛擬機器人運動學(xué)分析與設(shè)計
        4.4.4 系統(tǒng)離線編程的設(shè)計
    4.5 離線編程系統(tǒng)的實現(xiàn)
        4.5.1 機器人3D模型的導(dǎo)入
        4.5.2 三維模型動畫演示
        4.5.3 離線編程的系統(tǒng)實現(xiàn)
    4.6 本章小結(jié)
第5章 系統(tǒng)的集成測試與分析
    5.1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)測試
    5.2 離線編程仿真系統(tǒng)的分析
    5.3 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果



本文編號：3164620