五自由度模塊化服務(wù)機器人手臂的設(shè)計及仿真.pdf

1、隨著機器人技術(shù)的發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域正在逐漸擴大，從傳統(tǒng)的工業(yè)領(lǐng)域向服務(wù)行業(yè)滲透，于是產(chǎn)生了服務(wù)機器人的概念。服務(wù)機器人手臂是服務(wù)機器人的主要執(zhí)行機構(gòu)，對于它的研究有著重要的意義。近二十年以來，模塊化機器人手臂一直是機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計領(lǐng)域的熱點之一。本文基于上海市科學(xué)技術(shù)委員會重點項目“機器人移動部件關(guān)鍵技術(shù)研究”，設(shè)計了一種五自由度模塊化服務(wù)機器人手臂。
　　 首先，根據(jù)課題要求，提出了模塊化機器人手臂的總體設(shè)計方案。運用模塊化設(shè)計方

2、法將機器人手臂劃分為關(guān)節(jié)模塊和連接模塊兩類模塊，通過這兩種模塊的組合形成其基本結(jié)構(gòu)，接著對關(guān)節(jié)的驅(qū)動系統(tǒng)進行了選擇，對各模塊進行了詳細的結(jié)構(gòu)設(shè)計，并對關(guān)鍵的零件進行了有限元分析。
　　 其次，對機器人手臂進行了運動學(xué)分析，建立了機器人手臂的運動學(xué)模型，運用D-H方法求出其運動學(xué)正解，運用反變換法求出其逆解。結(jié)合機器人手臂的模塊化特點，進行了機器人手臂重心的計算，為控制整部移動服務(wù)機器人運動平穩(wěn)性奠定了基礎(chǔ)。
　　 再次，

3、運用Matlab中的Robotics Toolbox建立了機器人手臂的仿真模型，對機器人手臂的正逆運動學(xué)進行了仿真，并基于蒙特卡洛法對其工作空間進行了仿真，得出了工作空間的仿真結(jié)果。將用UG建立的機器人手臂模型導(dǎo)入到的Adams中，進行了機器人手臂的動力學(xué)仿真，得出在設(shè)定的工況下其動力學(xué)參數(shù)的變化情況。
　　 最后，對機器人手臂樣機進行了運動實驗，運用逆運動學(xué)公式求出預(yù)定軌跡末端點的逆解，通過關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角控制系統(tǒng)驅(qū)動電機，得到了期望